الامارات 7 - كشفت فرق بحثية من مختبر لورانس بيركلي الوطني وجامعة كاليفورنيا في بيركلي عن تقنية تبريد مبتكرة يمكن أن تحدث ثورة في عالم التبريد، وتوفر بديلاً أكثر أماناً وصديقاً للبيئة مقارنة بالأنظمة التقليدية، وتعتمد التقنية الجديدة، المعروفة باسم التبريد الأيونوكلوريك، على تغيير حالة المادة (مثل تحويل الجليد إلى ماء) لامتصاص الحرارة من البيئة المحيطة وتبريدها بشكل فعال.
الأنظمة التقليدية للتبريد تعتمد على نقل الحرارة عبر سوائل تمتص الحرارة عند تبخرها إلى غازات، ثم تكثف مرة أخرى إلى سائل. وعلى الرغم من فعاليتها، فإن بعض المواد المستخدمة كمبردات، مثل الهيدروفلوروكربونات (HFCs)، تعتبر ضارة بالبيئة وتمتلك تأثيرا كبيرا على الاحترار العالمي، وفقا لموقع sciencealert.
دورة الأيونوكلوريك تقدم نهجا مختلفا، إذ يتم إدخال الأيونات إلى مادة معينة لتغيير درجة انصهارها، ما يؤدي إلى امتصاص الحرارة بدون الحاجة لرفع درجة الحرارة بشكل كبير.
ويشير الباحثون إلى أن وضع الملح على الطرق لمنع تكون الجليد يعد مثالا عمليا على هذه الفكرة، حيث تعمل الأيونات على إذابة الجليد وامتصاص الحرارة من المحيط.
وأظهرت التجارب الأولية قدرة الدورة على تحقيق تغير درجة حرارة يصل إلى 25 درجة مئوية باستخدام أقل من فولت واحد من الشحنة، وهو معدل يفوق قدرات التقنيات الحرارية الأخرى حتى الآن.
كما أجرى الباحثون تجارب باستخدام أملاح مصنوعة من اليود والصوديوم لإذابة إيثيلين كربونات، وهو مذيب عضوي مستخدم في بطاريات الليثيوم أيون، ما قد يجعل النظام ليس فقط محدود التأثير على الاحترار العالمي (يصل إلى صفر) بل سلبيا أيضا.
وأوضح المهندس الميكانيكي درو ليلي من مختبر بيركلي: "مجال المبردات لا يزال يمثل تحديا كبيرا، إذ لم يتمكن أحد من تطوير حل فعال وآمن وصديق للبيئة حتى الآن. نعتقد أن دورة الأيونوكلوريك لديها القدرة على تحقيق جميع هذه الأهداف إذا تم تنفيذها بالشكل الصحيح".
وأضاف المهندس رافي براشر: "نحن نحاول تحقيق توازن بين كفاءة الطاقة، تأثير المبرد على الاحترار العالمي، وتكلفة المعدات. نتائجنا الأولية واعدة جدا على جميع هذه الأصعدة".
وتعد هذه التكنولوجيا واعدة بشكل خاص في ظل الالتزام الدولي بتقليل إنتاج واستهلاك HFCs بنسبة 80٪ خلال السنوات القادمة، وفق تعديل كيغالي لاتفاقية مونتريال.
وتهدف الأبحاث الحالية إلى تطوير أنظمة عملية يمكن استخدامها تجاريا للتبريد والتدفئة على حد سواء، مع دراسة أنواع مختلفة من الأملاح لتحسين كفاءة امتصاص الحرارة.
أكد الباحثون أن المرحلة المقبلة تتطلب المزيد من التجارب لاستكشاف التركيبات المثلى للمواد والتقنيات، على أمل توفير حلول تبريد مستدامة وآمنة للمستقبل. وقد نُشرت نتائج هذه الأبحاث في مجلة Science العلمية.
الأنظمة التقليدية للتبريد تعتمد على نقل الحرارة عبر سوائل تمتص الحرارة عند تبخرها إلى غازات، ثم تكثف مرة أخرى إلى سائل. وعلى الرغم من فعاليتها، فإن بعض المواد المستخدمة كمبردات، مثل الهيدروفلوروكربونات (HFCs)، تعتبر ضارة بالبيئة وتمتلك تأثيرا كبيرا على الاحترار العالمي، وفقا لموقع sciencealert.
دورة الأيونوكلوريك تقدم نهجا مختلفا، إذ يتم إدخال الأيونات إلى مادة معينة لتغيير درجة انصهارها، ما يؤدي إلى امتصاص الحرارة بدون الحاجة لرفع درجة الحرارة بشكل كبير.
ويشير الباحثون إلى أن وضع الملح على الطرق لمنع تكون الجليد يعد مثالا عمليا على هذه الفكرة، حيث تعمل الأيونات على إذابة الجليد وامتصاص الحرارة من المحيط.
وأظهرت التجارب الأولية قدرة الدورة على تحقيق تغير درجة حرارة يصل إلى 25 درجة مئوية باستخدام أقل من فولت واحد من الشحنة، وهو معدل يفوق قدرات التقنيات الحرارية الأخرى حتى الآن.
كما أجرى الباحثون تجارب باستخدام أملاح مصنوعة من اليود والصوديوم لإذابة إيثيلين كربونات، وهو مذيب عضوي مستخدم في بطاريات الليثيوم أيون، ما قد يجعل النظام ليس فقط محدود التأثير على الاحترار العالمي (يصل إلى صفر) بل سلبيا أيضا.
وأوضح المهندس الميكانيكي درو ليلي من مختبر بيركلي: "مجال المبردات لا يزال يمثل تحديا كبيرا، إذ لم يتمكن أحد من تطوير حل فعال وآمن وصديق للبيئة حتى الآن. نعتقد أن دورة الأيونوكلوريك لديها القدرة على تحقيق جميع هذه الأهداف إذا تم تنفيذها بالشكل الصحيح".
وأضاف المهندس رافي براشر: "نحن نحاول تحقيق توازن بين كفاءة الطاقة، تأثير المبرد على الاحترار العالمي، وتكلفة المعدات. نتائجنا الأولية واعدة جدا على جميع هذه الأصعدة".
وتعد هذه التكنولوجيا واعدة بشكل خاص في ظل الالتزام الدولي بتقليل إنتاج واستهلاك HFCs بنسبة 80٪ خلال السنوات القادمة، وفق تعديل كيغالي لاتفاقية مونتريال.
وتهدف الأبحاث الحالية إلى تطوير أنظمة عملية يمكن استخدامها تجاريا للتبريد والتدفئة على حد سواء، مع دراسة أنواع مختلفة من الأملاح لتحسين كفاءة امتصاص الحرارة.
أكد الباحثون أن المرحلة المقبلة تتطلب المزيد من التجارب لاستكشاف التركيبات المثلى للمواد والتقنيات، على أمل توفير حلول تبريد مستدامة وآمنة للمستقبل. وقد نُشرت نتائج هذه الأبحاث في مجلة Science العلمية.