سیستمهای گرمایش و سرمایش یکی از بزرگترین منابع انرژی هستند که به چرخه معیوب تغییرات اقلیمی کمک کرده و استفاده بیشتر از گرمایش و سرمایش را هدایت میکنند. اکنون مهندسان آزمایشگاه برکلی فناوری جدیدی را توسعه داده اند که با تغییر یک ماده بین حالت جامد و مایع، گرم و سرد شده و باعث ایجاد تغییر دمای زیاد از یک ولتاژ کوچک میشود.
پژوهشگران معتقدند که مشکل این است که این سیستمها خیلی سبز نیستند. آنها نه تنها انرژی زیادی مصرف میکنند، بلکه تولید کننده گازهای گلخانهای قوی هستند. دانشمندان در حال توسعه فناوریهای جایگزین هستند، اما به سختی میتوان فناوریهای مؤثر، کارآمد و سازگار با محیط زیست را پیدا کرد.
برای مهار بهتر مبردها، دانشمندان در حال بررسی انواع دیگری از مواد با قابلیت تغییر فاز هستند که به جای مایع و گاز بین جامد و مایع جابهجا میشوند. این مواد در لباس ها، فنجانهای قهوه و مصالح ساختمانی استفاده شده و این تغییر معمولاً توسط نیروهایی مانند فشار، پیچش، مغناطیس یا میدانهای الکتریکی ایجاد میشود.
در مطالعه جدید، تیم آزمایشگاه برکلی یک ماده جدید با قابلیت تغییر فاز ایجاد کرد که بر روی یک محرک متفاوت یعنی جریان یونها کار میکند. این ماده از نمک ید و سدیم به اضافه یک حلال آلی به نام اتیلن کربنات تشکیل شده است. هنگامی که جریانی به ماده جامد وارد میشود، یونها به آن اضافه شده و ذوب میشود و گرما را از محیط اطراف خود جذب میکند. برعکس، یونها از مواد دور شده و دوباره به شکل جامد متبلور میشوند و گرمای ذخیره شده خود را آزاد میکنند.
تیم تحقیقاتی این فرآیند را سرد شدن یونوکالری مینامد. در آزمایش ها، این سیستم کاملاً مؤثر بود و این ماده دمای خود را ۲۵ درجه سانتیگراد در کمتر از ۰.۲۲ ولت تغییر داد که بسیار بیشتر از سایر سیستمهای خنک کننده با قابلیت تغییر فاز است.
در این مراحل اولیه، تیم پژوهشی میگوید این تکنیک از نظر کارایی، سازگاری با محیط زیست و هزینه امیدوارکننده به نظر میرسد. اما هنوز کارهای زیادی برای انجام دادن وجود دارد تا بررسی شود که چقدر میتواند مقیاس بندی شده و انواع مختلفی از موادی که بر اساس یک اصل کار میکنند آزمایش شوند.