Conheça o Resfriamento Ionocalórico
Dê as boas-vindas ao resfriamento ionocalórico. Trata-se de uma nova forma de reduzir temperaturas que pode substituir os métodos tradicionais de refrigeração por um processo mais seguro e sustentável para o planeta.
Como Funcionam os Sistemas de Refrigeração Tradicionais?
Os sistemas típicos de refrigeração removem o calor de um ambiente por meio de um fluido refrigerante que absorve o calor ao evaporar, transformando-se em gás. Além disso, esse gás é transportado por um tubo fechado e condensado novamente em líquido.
Entretanto, embora eficiente, alguns materiais usados como refrigerantes são altamente prejudiciais ao meio ambiente.
Uma Nova Abordagem Baseada em Mudanças de Fase
Porém, existe mais de uma maneira de forçar uma substância a absorver e liberar energia térmica. Em 2023, pesquisadores do Lawrence Berkeley National Laboratory e da Universidade da Califórnia em Berkeley desenvolveram uma técnica que aproveita a energia armazenada ou liberada durante a mudança de fase de um material. Por exemplo, quando o gelo sólido vira água líquida, o processo absorve calor do ambiente, provocando o resfriamento.
Como o Resfriamento Ionocalórico Funciona?
Ao aumentar a temperatura de um bloco de gelo, ele derrete. O que pode não ser tão óbvio é que essa fusão absorve calor do entorno, causando o resfriamento do ambiente.
Uma alternativa para derreter o gelo sem aumentar a temperatura é adicionar partículas carregadas, ou íons. Por exemplo, o sal jogado nas estradas impede a formação de gelo ao alterar seu ponto de fusão.
O ciclo ionocalórico utiliza sal para modificar a fase de um fluido e, assim, resfriar o ambiente ao redor.
Ilustração do conceito do ciclo ionocalórico. (Jenny Nuss/Berkeley Lab)
“A questão dos refrigerantes é um problema ainda não solucionado”, afirmou o engenheiro mecânico Drew Lilley, do Lawrence Berkeley National Laboratory na Califórnia.
Portanto, “ninguém desenvolveu até agora uma solução alternativa que resfrie eficientemente, seja segura e não prejudique o meio ambiente. Acreditamos que o ciclo ionocalórico pode alcançar esses objetivos se for implementado corretamente.”
Resultados e Potencial da Tecnologia
Os pesquisadores modelaram a teoria do ciclo ionocalórico para mostrar que ele pode competir — ou até superar — a eficiência dos refrigerantes atuais. Uma corrente elétrica movendo os íons altera o ponto de fusão do material, modificando a temperatura de forma controlada.
Além disso, testes utilizaram um sal à base de iodo e sódio para derreter carbonato de etileno, um solvente orgânico comum em baterias de íon-lítio, produzido a partir do dióxido de carbono. Portanto, o sistema pode ter potencial de aquecimento global (GWP) zero ou até negativo.
O experimento conseguiu alterar a temperatura em até 25 °C (45 °F) com menos de um volt de carga elétrica, um desempenho superior às tecnologias calóricas existentes.
“Buscamos equilibrar três aspectos: o GWP do refrigerante, a eficiência energética e o custo do equipamento”, explicou o engenheiro mecânico Ravi Prasher, também do Lawrence Berkeley National Laboratory. “Já nos primeiros testes, nossos dados mostraram resultados muito promissores nesses três pontos.”
Desafios e Futuro do Resfriamento Ionocalórico
Os sistemas atuais de refrigeração por compressão usam gases com alto GWP, como hidrofluorocarbonetos (HFCs). Países que ratificaram o Acordo de Kigali comprometeram-se a reduzir a produção e o consumo desses gases em pelo menos 80% nas próximas décadas.
Portanto, o resfriamento ionocalórico pode desempenhar um papel fundamental nessa redução.
Agora, os cientistas precisam transpor essa tecnologia do laboratório para sistemas comerciais escaláveis e confiáveis. No futuro, esses sistemas poderão ser utilizados tanto para resfriamento quanto para aquecimento.
Matéria original: https://www.sciencealert.com/scientists-invented-an-entirely-new-method-of-refrigeration
Deixe seu comentário