El aire acondicionado hoy representa aproximadamente una cuarta parte del consumo de energía de los edificios y este porcentaje continúa aumentando debido al cambio climático. Además de su alto gasto de energía, los aires acondicionados tradicionales utilizan fluidos refrigerantes altamente contaminantes. Sin embargo, una solución innovadora podría cambiar radicalmente el sector: el uso de materiales elastocalórico eliminar la necesidad de refrigerantes convencionales.
El efecto elastocalórico es un fenómeno termomecánico que causa una variación de temperatura cuando un material está sujeto a un estrés mecánico. En este contexto, un grupo de investigadores deUniversidad de Hong Kong (HKUST) Ciencias y tecnologías Recientemente anunció una innovación importante que podría marcar un punto de inflexión en el sector del aire acondicionado.
Hasta la fecha, los intentos de crear sistemas de aire acondicionado basados en el efecto elastocalórico se limitaron a una escala de potencia inferior a kilovatio. El nuevo dispositivo desarrollado por Profesores Sun Qingping y Yao Shuhuai HKUST ha excedido este límite, demostrando la capacidad de enfriar habitaciones enteras gracias a su alta eficiencia.
La innovación se detalló en un artículo publicado en la prestigiosa revista Energía de la naturalezadonde el equipo de investigación subraya cómo esta tecnología puede revolucionar el sector del aire acondicionado y contribuir a la reducción de las emisiones de carbono. Este éxito fue posible gracias a los resultados de un estudio anterior realizado por los propios científicos.
Una arquitectura multicelular para mejorar la eficiencia de enfriamiento
Uno de los principales obstáculos en los dispositivos de enfriamiento elastocalóricos fue el equilibrio entre la potencia de enfriamiento y la masa total del material activo, además de la eficiencia limitada de la transferencia de calor a altas frecuencias. Para resolver estos problemas, los investigadores han desarrollado uno estructura multicelular compuesto por una serie de Diez unidades de enfriamiento elastocalóricas conectadas a la serie.
Cada unidad consiste en Cuatro tuberías delgadas en aleación de níquel-titaniodiseñado para optimizar la transferencia térmica. Este enfoque ha permitido obtener un rendimiento sin precedentes en el sector.
El sistema desarrollado usa Nanofluidos de grafeno En lugar de agua destilada, comúnmente utilizada en dispositivos elastocalóricos anteriores. En las pruebas realizadas, el dispositivo ha alcanzado un Potencia de enfriamiento específica de 12.3 w/ga una frecuencia de 3.5 Hzcon un poder total de 1.284 vatios – El más alto registrado para esta tecnología.
Durante las pruebas experimentales, el aire acondicionado elastocalórico pudo genial una habitación de 2.3 m³estabilizando la temperatura entre 21 y 22 ° C en solo 15 minutosmientras que las temperaturas entre 30 y 31 ° C.
Profesor Sol Qingping enfatizó el potencial revolucionario de esta tecnología:
Esta innovación muestra que el enfriamiento elastocalórico se puede aplicar a gran escala. Estamos colaborando con la industria para acelerar su marketing. Con las regulaciones globales cada vez más estrictas sobre hidrofluorocarbonos (HFC), esta tecnología cero y de alta eficiencia energética está lista para transformar el sector de aire acondicionado y contribuir a los objetivos de neutralidad carbónica.