Niemieccy naukowcy z Uniwersytetu Kraju Saary opracowali przełomową technologię, która może zrewolucjonizować sposób ogrzewania i chłodzenia budynków. Nowy system, oparty na niklowo-tytanowych drutach z pamięcią kształtu, obiecuje pięciokrotnie wyższą wydajność w porównaniu z tradycyjnymi pompami ciepła i działa bez użycia szkodliwych dla środowiska gazów chłodniczych.
Jak działa nowa technologia?
System opiera się na zjawisku elastokaloryczności, gdzie specjalne druty po rozciągnięciu wydzielają ciepło, a po odciążeniu je pochłaniają. Podczas obrotu wokół komory chłodzącej, druty są rozciągane z jednej strony i rozluźniane z drugiej. Przepływające powietrze odbiera lub oddaje ciepło, w zależności od fazy pracy drutów. Kontrola procesu odbywa się poprzez pomiar oporu elektrycznego oraz za pomocą sztucznej inteligencji, która monitoruje pozycję drutów.
Zalety nowego systemu
- Wydajność: Nowa technologia przewyższa tradycyjne pompy ciepła nawet pięciokrotnie, zużywając przy tym znacznie mniej energii elektrycznej.
- Ekologia: System działa bez użycia tradycyjnych, szkodliwych dla środowiska czynników chłodniczych, co czyni go bardziej zrównoważonym rozwiązaniem.
- Wszechstronność: Elastokaloryczne systemy mogą być stosowane w różnych aplikacjach, takich jak ogrzewanie i chłodzenie domów, pojazdów elektrycznych oraz innych urządzeń wymagających kontroli temperatury.
Współpraca z przemysłem
Pierwsze prototypy nowego systemu powstają we współpracy z takimi firmami jak Volkswagen, Fraunhofer IPM oraz Ingpuls. Niemiecki rząd wspiera projekt, przeznaczając ponad 17 milionów euro na rozwój technologii w ramach programu DEPART!Saar.
Porównanie z tradycyjnymi pompami ciepła
Tradycyjne pompy ciepła, choć efektywne, wymagają stosowania gazów chłodniczych, które mogą być szkodliwe dla środowiska. Nowa technologia eliminuje potrzebę używania takich substancji, oferując jednocześnie wyższą wydajność. Dodatkowo, system oparty na elastokaloryczności może osiągać wyższe współczynniki wydajności cieplnej, potencjalnie przekraczające 85%, podczas gdy tradycyjne pompy ciepła są ograniczone przez tzw. limit Carnota, wynoszący około 50%.
Potencjalne zastosowania
- Domy i budynki mieszkalne: System może być stosowany do efektywnego ogrzewania i chłodzenia pomieszczeń, oferując decentralne zarządzanie temperaturą w poszczególnych pokojach.
- Pojazdy elektryczne: Technologia może być wykorzystana do zarządzania temperaturą baterii, co wpływa na ich wydajność i żywotność.
- Urządzenia elektroniczne: Elastokaloryki mogą być zastosowane w systemach chłodzenia komponentów elektronicznych, zapewniając ich optymalną temperaturę pracy.
Przyszłość technologii
Obecnie trwają prace nad dalszym udoskonalaniem technologii, z planami na stworzenie prototypów urządzeń dla różnych sektorów. Naukowcy dążą do komercjalizacji rozwiązania w ciągu najbliższych kilku lat, co może zrewolucjonizować rynek systemów grzewczych i chłodniczych.
Nowa niemiecka technologia oparta na elastokaloryczności oferuje obiecującą alternatywę dla tradycyjnych pomp ciepła. Dzięki wyższej wydajności, mniejszemu zużyciu energii oraz braku potrzeby stosowania szkodliwych gazów chłodniczych, może stać się kluczowym elementem w dążeniu do zrównoważonego i ekologicznego zarządzania temperaturą w różnych aplikacjach.
