فناوری نوین سرمایش بدون کمپرسور و کممصرف
پژوهشگران دانشگاه جانهاپکینز موفق به ساخت فناوری تازهای برای سرمایش شده که بدون نیاز به کمپرسور کار میکند و مصرف انرژی را بهطور چشمگیری کاهش میدهد.
به گزارش پایگاه خبری امیدرسان، محققان دانشگاه جانهاپکینز در آزمایشگاه فیزیک کاربردی در لورلِ مریلند، یک راه جدید پیشنهاد دادهاند که سرمایش جامد میتواند برای خنککردن فضا یا دستگاهها، نیازی به کمپرسور نداشته باشد. ایده این است که به جای اینکه با یک موتور مکانیکی و سیستم پیچیده خنککننده کار کنیم، از یک فناوری استفاده شود که درون خودش حرکت مکانیکی ندارد و از نظر طراحی، سادهتر و قابلاعتمادتر است.
این فناوری به مواد نانویی پیشرفتهای تکیه دارد که در این پروژه با نام CHESS شناخته میشوند. CHESS مخفف یک مفهوم شبیه “ساختارهای ابرلایهای کنترلشده” است. این یعنی پژوهشگران ساختار ماده را طوری طراحی کردهاند که از چند لایه خیلی نازک ساخته شود و ترتیب و ویژگیهای این لایهها، عملکرد ماده را بهتر کند. آنها این کار را در مقیاس نانو انجام دادهاند؛ یعنی ابعاد به قدری کوچک است که باید با روشهای خیلی دقیق مهندسی شود، نه با روشهای معمول کارگاهی.
به گفته پژوهشگران راندمان این مواد CHESS نسبت به ترموالکتریکهای سنتی تقریباً دو برابر شده است. “راندمان” یعنی اینکه دستگاه چقدر مؤثر است؛ مثلاً اگر انرژی بدهیم، چقدر سرمایش واقعی تولید میشود. این خبر مهم است، چون ترموالکتریکهای معمولی معمولاً برای استفاده گسترده در دمای اتاق محدودیتهایی داشتند. اما CHESS طوری طراحی شده که در دمای محیط (حدود ۲۵ درجه سانتیگراد) عملکرد بهتری نشان دهد.
در گزارش پژوهشگران گفته شده که مواد CHESS توانستهاند راندمان را در دمای اتاق تقریباً نزدیک به ۱۰۰ درصد بهبود دهند، یعنی نسبت به نمونههای قبلی خیلی مؤثرتر شدهاند. در سطح دستگاه و سیستمهای یکپارچه، بهبود راندمان هم به ترتیب حدود ۷۵ و ۷۰ درصد گزارش شده است. این ماده جدید بهتر از مواد قدیمی کار میکند و در سطح کاربرد واقعی، تفاوت محسوسی دارد.
نکته جالب دیگر این است که هر واحد سرمایشی به مقدار بسیار کمی ماده نیاز دارد—حدود ۰.۰۰۳ سانتیمتر مکعب. برای اینکه اندازه آن را تصور کنید، گفتند چیزی حدود اندازه یک دانه شن است. مصرف کم ماده باعث میشود بتوان تولید را مقرونبهصرفهتر کرد و در مقیاس بزرگ، تولید اقتصادیتر شود. اگر قرار باشد یک فناوری وارد بازار شود، اقتصاد تولید خیلی مهم است؛ چون حتی اگر از نظر علمی عالی باشد، اگر تولیدش سخت یا گران باشد، کاربردی نمیشود.
پژوهشگران CHESS را با روشی به نام MOCVD ساختهاند؛ فرآیندی که در صنعت برای تولید برخی قطعات الکترونیکی و حتی سلولهای خورشیدی و LEDهای تجاری هم استفاده میشود. مزیت این است که روش ساخت کاملاً دور از صنعت نیست و میتواند برای تولید در حجم بالا قابل استفاده باشد. در واقع، این یعنی فناوری جدید فقط در آزمایشگاه متوقف نمیماند؛ میتواند وارد مرحله تولید واقعی شود.
در آینده، این فناوری فقط برای دستگاههای خیلی کوچک نیست. پژوهشگران میگویند میشود آن را برای سیستمهای بزرگتر هم توسعه داد؛ مثلاً در حوزههای مربوط به HVAC (گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع) یا حتی تجهیزات خانگی مثل فریزرها. همچنین صحبت از استفاده از هوش مصنوعی برای بهینهسازی مصرف انرژی در این سیستمها هم مطرح شده است؛ یعنی دستگاه بتواند با توجه به شرایط محیط، بهتر و کممصرفتر کار کند.
منبع: صداوسیما
