Команда инженеров Люксембургского института науки и технологий в сотрудничестве с парой коллег из Murata Manufacturing Company разработала регенеративный электрокалорический тепловой насос, который более эффективен, чем обычные кондиционеры.
В своей статье , опубликованной в журнале Science , группа описывает технологию и то, насколько хорошо сработали прототипы. Яка Тушек из Люблянского университета в Словении опубликовал в том же выпуске журнала статью «Перспективы», в которой излагаются принципы электрокалорического теплового насоса и работа, проделанная командой над этим новым проектом.
Обычные кондиционеры и холодильники выполняют свою работу, сжимая пары и позволяя им многократно расширяться — подход, который неэффективен и вреден для окружающей среды. По этой причине ученые уже много лет работают над поиском подходящей замены.
Одним из подходов является разработка твердотельного электронного теплового насоса. Такие устройства обычно включают воздействие на сегнетоэлектрический материал электрического поля , вызывающего поляризацию, которая изменяет температуру материала. Устройства, использующие этот подход, могут быть предназначены для нагрева или охлаждения воздуха вокруг них. К сожалению, несмотря на большие усилия, коммерчески жизнеспособный электрокалорический тепловой насос не был реализован из-за множества проблем. Исследовательская группа применила жидкостный подход и создала прототипы устройств, более эффективных, чем обычные кондиционеры.
Чтобы создать свое устройство, исследователи наложили друг на друга полоски танталата свинца, скандия, а затем поместили их в силиконовое масло, выбранное из-за его теплопередающих свойств. Добавление электричества заставляет полоски нагреваться, что толкает жидкость в одном направлении, а затем, когда она остывает, толкает ее в другую сторону — они обнаружили, что область разницы составляет примерно 20°C. Чтобы использовать устройство в качестве обогревателя или кондиционера , масло циркулирует по системе. Тестирование показало, что устройство способно достичь эффективности Карно 64% — теоретический предел устройств, использующих такую технологию.
Исследовательская группа признает, что для достижения такой эффективности в реальной среде требуется дополнительная работа.
