Еластокалориката може да замени термопомпите

Еластични метални сплави, които се “зареждат” и “разреждат” чрез разтягане, скоро ще отопляват и охлаждат стаите ни – вместо климатици (снимка: CC0 Public Domain)

Еластокалориката има потенциал да замени настоящите климатични и отоплителни системи, предлагайки значителни икономии на енергия, особено в съчетание с фотоволтаиците. Технологията обаче е все още твърде млада и ще трябва да почакаме за сбъдването на щедрото ѝ обещание.

Екип от учени от университета Саарланд в Германия започна разработване на еластокалорична технология за отопление и охлаждане като алтернатива на термопомпите и в частност на климатични системи. Изследователският проект е на стойност 4 милиона евро и има за цел създаване на прототип за „децентрализирана климатизация“ в помещенията.

Според изследователите, тяхната концепция е оценена от Световния икономически форум (WEF) като една от „десетте най-добри технологии за 2024 г.“. Министерството на енергетиката на САЩ и Европейската комисия също я обявиха за най-обещаващата алтернатива на конвенционалното отопление и охлаждане.

Процесът на отопление и охлаждане с твърдотелни материали се основава на транспортиране на топлина от или към дадено пространство чрез зареждане и разтоварване на така наречения „материал с форма-памет“, например под формата на проводници. Материалът поглъща топлина, когато бъде натоварен, например при дърпане, и после я освобождава, когато товарът бъде премахнат.

За тази цел немските изследователи, водени от пионера на еластокалориката Пол Моцки, използват супереластична никел-титанова сплав. Материалите, направени от сместа, се връщат към първоначалната си форма след деформация, тъй като имат две кристални решетки и следователно две фази. Докато водата, например, приема твърда, течна и газообразна фаза, в никел-титановата сплав и двете фази са твърди, но се сливат една с друга.

За разработване на технологията за отопление и охлаждане чрез сплавта учените от Саарланд ще си сътрудничат с колеги от университетите в Любляна и Неапол, както и с ирландската компания Exergyn – всички обединени в консорциум. Прототипът, който разработват, трябва да послужи за климатична инсталация за жилищни сгради. Пресният въздух ще постъпва през тесни вентилационни отвори във външните стени и ще се нагрява или охлажда според нуждите, докато се достигне желаната температура за помещението вътре.

„С нашата технология искаме да отопляваме и охлаждаме пространствата, но не посредством централизирана система, а по-скоро стая  по стая – по децентрализиран и индивидуален начин“, казва Моцки. Компактният модул, който предстои да бъде разработен, трябва да може да се инсталира директно в нови сгради с вентилационни системи в бъдеще.

Посредством еластокалоричната система могат да се постигнат температурни разлики от около 20 градуса при охлаждане и отопление, обясняват немските учени. Технологията може да се превърне в алтернатива на конвенционалните методи за климатизация, тъй като не изисква охлаждащи течности и използва значително по-малко енергия.

„Ефективността на еластокалоричните материали е повече от десет пъти по-висока от днешните климатични или отоплителни системи – този вид материали ще изискват значително по-малко електроенергия“, казва Моцки.