İyonokalorik soğutmaya merhaba deyin. Bu, mevcut soğutma yöntemlerini gezegenimiz için daha güvenli ve daha iyi bir yöntemle değiştirme potansiyeline sahip, sıcaklıkları düşürmenin yeni bir yoludur.
Tipik soğutma sistemleri, ısıyı bir akışkan vasıtasıyla ortamdan uzaklaştırır; akışkan, buharlaşarak gaz haline gelir ve bu gaz daha sonra kapalı bir borudan geçirilerek tekrar sıvı haline yoğunlaştırılır.
Bu işlem ne kadar etkili olsa da, soğutucu olarak kullandığımız bazı seçkin malzemeler çevre dostu değildir.
Ancak bir maddenin ısı enerjisini emmeye ve yaymaya zorlanmasının birden fazla yolu vardır.
Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı ve Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley’deki araştırmacılar tarafından geliştirilen ve 2023’te açıklanan bir yöntem, örneğin katı buzun sıvı suya dönüşmesi gibi, bir malzemenin faz değiştirmesi sırasında enerjinin depolanma veya salınma biçiminden yararlanıyor.
İyonokalorik Soğutma Tekniği Hakkında
Bir buz bloğunun sıcaklığını artırın, eriyecektir. Kolayca göremediğimiz şey ise, erimenin çevresinden ısıyı emerek onu etkili bir şekilde soğutmasıdır.
Isıyı artırmadan buzu eritmenin bir yolu, birkaç yüklü parçacık veya iyon eklemektir. Buz oluşumunu önlemek için yollara tuz dökmek, bunun yaygın bir örneğidir. İyonokalorik döngü de bir sıvının fazını değiştirmek ve çevresini soğutmak için tuz kullanır.
Çalışmanın makine mühendisi Drew Lilley şöyle söylüyor: “Soğutucuların manzarası çözülmemiş bir sorundur. Hiç kimse, malzemeleri soğutan, verimli çalışan, güvenli ve çevreye zarar vermeyen alternatif bir çözüm geliştirmeyi başaramadı. İyonokalorik döngünün, uygun şekilde gerçekleştirildiğinde tüm bu hedefleri karşılama potansiyeline sahip olduğunu düşünüyoruz.”
Araştırmacılar, iyonokalorik çevrim teorisini, günümüzde kullanılan soğutucu akışkanların verimliliğiyle nasıl rekabet edebileceğini, hatta onları nasıl iyileştirebileceğini göstermek için modellediler. Sistemden geçen bir akım, içindeki iyonları hareket ettirerek malzemenin erime noktasını değiştirecek ve böylece sıcaklığı değiştirecektir.
Ekip ayrıca, etilen karbonatı eritmek için iyot ve sodyumdan yapılmış bir tuz kullanarak deneyler de gerçekleştirdi. Bu yaygın organik çözücü, lityum iyon pillerde de kullanılır ve girdi olarak karbondioksit kullanılarak üretilir. Bu, sistemin GWP’sini (küresel ısınma potansiyeli) sıfıra indirmekle kalmayıp, aynı zamanda negatif GWP değerine de sahip olmasını sağlayabilir.
Deneyde tek bir volttan daha az yükün uygulanmasıyla 25 santigrat derecelik (45 Fahrenheit derecelik) bir sıcaklık değişimi ölçüldü; bu sonuç, diğer kalorik teknolojilerin bugüne kadar başardıklarını aştı.
Günümüzde soğutma proseslerinde kullanılan buhar sıkıştırma sistemleri, çeşitli hidroflorokarbonlar gibi yüksek GWP değerine sahip gazlara dayanmaktadır.
Kigali Değişikliği’ni imzalayan ülkeler, önümüzdeki 25 yıl içinde HFC’lerin üretimini ve tüketimini en az yüzde 80 oranında azaltmayı taahhüt ettiler ve iyonokalorik soğutma bunda önemli bir rol oynayabilir.
Teknolojinin Kullanıma Geçmesi Bekleniyor
Şimdi araştırmacıların bu teknolojiyi laboratuvardan çıkarıp, ticari olarak kullanılabilen ve sorunsuz bir şekilde ölçeklenebilen pratik sistemlere dönüştürmeleri gerekiyor. Sonunda bu sistemler hem ısıtma hem de soğutma için kullanılabilir.
Devam eden araştırmalar, hangi kombinasyonların bir mekandan ısıyı çekmede en etkili olabileceğini görmek için farklı tuzlar üzerinde denemeler yapıyor. 2025 yılında, uluslararası bir araştırmacı ekibi, elektrik alanları ve membranlar kullanılarak geri dönüştürülen nitrat bazlı tuzlar kullanan oldukça verimli bir versiyon üzerindeki çalışmalarının sonuçlarını yayınladı.
Farklı alanlardan unsurları bir araya getiren yepyeni bir termodinamik döngü ve çerçeveye sahip olan ekip, bunun işe yarayabileceğini gösterdi.
Ekip, “Şimdi, mühendislik zorluklarını karşılamak için farklı malzeme ve teknik kombinasyonlarını test etmek üzere deney yapma zamanı.” diyerek son adımlara geçildiğini bildirdi.
Bu haber ile ilgili düşünceleriniz nedir? Yorumlarda paylaşabilirsiniz.
Burgazada Eczanesi 