مشكلة التكييف الهوائي أنه ينتج غازات خطيرة مما يؤثر على البيئة، ولهذا تسعى العديد من الدراسات إلى الوصول إلى مواد قد تساعد على حل هذه المشكلة.
في الآونة الأخيرة نشرت دراسة حديثة في مجلة ساينس تتحدث عن مادة “كهربائية حرارية” جديدة، وهي تكنولوجيا مصممة لأداء مهام التبريد أو التدفئة دون استخدام غازات خطيرة أو ملوثة. وفي الجمع بين عدد من التقنيات الحالية، طور علماء من معهد لوكسمبورغ للعلوم والتكنولوجيا في بيلفو نموذجًا أوليًا جديدًا يعتمد على السيراميك ذو التأثير الكهربائي القوي.
يسخن النظام الكهروحراري، وهي ظاهرة تظهر فيها المادة تغيرًا عكسيًا في درجة الحرارة عند استخدام مجال كهربائي معين، عند تعرضه للمجالات الكهربائية حيث تضطر الذرات الغير المتوازنة كهربائيًا في المادة إلى الانحياز إلى وجهة واحدة. تنخفض مستويات القصور الحراري (Entropy)، وتبدأ الذرات المصطفة في الاهتزاز على نحو أسرع، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة.
يستخدم النموذج الأولي الجديد سائلًا يتدفق عبر ألواح المادة الشبيهة بالسيراميك لإزالة الحرارة الزائدة. إذا أوقف المجال الكهربائي، ينعكس التأثير حيث تصبح المادة أبرد من درجة الحرارة المحيطة وتزول الحرارة من السائل، وبعد ذلك يمكن أن تبدأ وتكرر العملية مرة أخرى. وأظهر النموذج الأولي الكهروحراري أداءً فائقًا، كما قال عالم المواد نيل ماثور في جامعة كامبريدج.
عند استخدامها في مكيف الهواء، ستستخدام المادة الجديدة لتوزيع الحرارة خارج المبنى مع الحفاظ على برودة البيئة الداخلية. على العكس من ذلك، تعمل المضخة الحرارية على تبريد البيئة الخارجية عن طريق استخلاص الحرارة منها وإدخالها إلى الداخل.
تعتبر أنظمة التكييف الحالية فعالة للغاية، ولكنها تحتاج إلى مواد تبريد مثل مركبات الهيدروفلوروكربون أو الأمونيا، والتي يمكن أن تتسبب بتأثيرات الاحتباس الحراري بطريقة مباشرة أو غير مباشرة. لا يحتاج النموذج الأولي الكهروحراري إلى غازات خطيرة، ويمكن أيضًا تصنيعه بعوامل أصغر وأسهل من ناحية الشكل.
و مع أن النموذج التقني الأولي يظهر بعض القدرات الرائعة، فإنه ليس جاهزًا بعد للتسويق التجاري. يحتاج علماء لوكسمبورغ إلى تحسين التكنولوجيا على نحو أفضل، وزيادة كفاءة المواد الجديدة. إن جعل المضخة الكهروحرارية قادرة على المنافسة مع تلك المستخدمة في أنظمة التكييف الهوائي هي أولويتهم القصوى في الوقت الحالي.
0 تعليق