Datum objave: 20.09.2022

Kategorija: Aktualno na Univerzi

V sklopu ERC projekta SUPERCOOL (Superelastične porozne strukture za učinkovito elastokalorično hlajenje) so raziskovalci Univerze v Ljubljani, Fakultete za strojništvo predstavili razvoj in delovanje novega koncepta tlačno obremenjenega elastokaloričnega regeneratorja za uporabo v hladilnih napravah in toplotnih črpalkah prihodnosti. Razvit elastokalorični regenerator kot prvi na svetu izkazuje trajno dinamično delovanje ter hkrati rekordne hladilne in grelne karakteristike, ki po svojih specifičnih lastnostih presegajo vse do sedaj izdelane kalorične hladilne naprave.

Hlajenje, klimatizacija in ogrevanje so ključnega pomena za sodobno družbo. V zadnjem desetletju globalne zahteve po hlajenju ter učinkovitem ogrevanju naraščajo eksponentno, a naša standardna parno-kompresijska tehnologija hlajenja in črpanja toplote je stara, relativno neučinkovita in še vedno uporablja okolju škodljiva hladilna sredstva. Parno-kompresijska tehnologija hlajenja je torej ena glavnih povzročiteljev učinka toplote grede. Ironično, bolj kot se hladimo večje bodo potrebe po hlajenju. A najhuje šele pride. Na primer, za pogon klimatskih naprav v ZDA že danes rabijo več elektrike kot je skupna poraba elektrike celotne Afrike. Ocenjuje se, da bo do sredine stoletja število klimatskih naprav po svetu iz današnjih 1,6 milijard narastlo na 5,6 milijard. S takšnim tempom naraščanja potreb po hlajenju bo raba energije za hlajenje leta 2060 presegla skupno rabo energije za ogrevanje. Do konca stoletja pa jo bo presegla za več kot 60 %. Med alternativnimi tehnologijami v zadnjih letih velik potencial izkazuje elastokalorična tehnologija hlajenja in ogrevanja, ki temelji na izkoriščanju elastokaloričnega učinka med cikličnim obremenjevanjem materialov z oblikovnim spominom. Takšni materiali so okolju popolnoma neškodljivi, elastokalorična tehnologija pa je lahko potencialno bolj učinkovita od parno-kompresijske. Ena glavnih omejitev te tehnologije, ki preprečuje komercialno uporabo, je omejena življenjska doba materialov z oblikovnim spominom med cikličnim obremenjevanjem.

Raziskava je bila objavljena včeraj, 20. septembra 2022, v prestižni reviji Joule (IF=46,048) in dokazuje, da je možno razviti trajno dinamične elastokalorične naprave z izjemnimi hladilnimi in grelnimi karakteristikami, kar odpira vrata nadaljnjemu razvoju učinkovitih in okolju prijaznih elastokaloričnih hladilnih naprav in toplotnih črpalk.

Nosilec projekta, doc. dr. Jaka Tušek, je povedal: »Poleg elastokalorične tehnologije hlajenja bodo dognanja projekta SUPERCOOL vplivala tudi na številna druga, širša področja, kot so predvsem medicina, gradbeništvo in strojništvo, kjer so materiali z oblikovnim spominom že široko prisotni, a njihov potencial in omejitve še niso dovolj dobro poznane

Gre za drugi projekt spodbujanja začetka samostojne raziskovalne poti (Starting grant) Evropskega raziskovalnega sveta (ERC) od trenutno šestih v Sloveniji. Hkrati gre tudi za prvo tovrstno podporo raziskovalcem na začetku kariere v okviru programa Obzorja 2020 z obsegom sredstev v višini 1,4 mio. € za obdobje petih letih (2019-2023).

Članek je prosto dostopen na naslednjih povezavah:

Znanstveni preboj na področju hlajenja in ogrevanja