Твердотельное охлаждение без электричества

🇩🇪 Германия: Исследователи из Карлсруэского технологического института (KIT) и Университета Цукубы (Япония) представили прототип твердотельной системы охлаждения, работающей без электричества. Устройство использует тепло для генерации холода, что открывает возможности для утилизации бросового тепла и солнечной энергии в HVAC-системах.

В основе технологии лежат две сверхтонкие пленки из никелида титана (NiTi), обладающие эффектом памяти формы. При нагревании первая пленка сжимается, преобразуя тепловую энергию непосредственно в механическую работу без использования электродвигателя. Это движение передается на вторую пленку, где циклическая нагрузка вызывает обратимые изменения в кристаллической структуре материала, генерируя холод. Таким образом, тепло заменяет электрический привод, ранее необходимый для работы эластокалорических систем охлаждения.

В ходе испытаний при температуре привода 86 °C система продемонстрировала перепад температур на уровне компонента в 4 °C, а изменение температуры в эластокалорическом хладагенте составило почти 13 °C. Прототип также стабильно работал с внешним источником тепла при температуре 130 °C, подтвердив способность системы функционировать от реальных тепловых источников. Хотя текущая конфигурация не оптимизирована под максимальную холодопроизводительность, команда уже работает над параллельным соединением нескольких пленок для увеличения мощности.

Перспективные области применения включают охлаждение процессоров компьютеров за счет их собственного бросового тепла, а также терморегуляцию чувствительной электроники в автомобилях с использованием тепла от трансмиссии. Руководитель группы Young Investigator Group в лаборатории ZEco Thermal Lab при Институте микроструктурных технологий KIT доктор Цзинъюань Сюй отмечает, что это лишь начало пути к созданию компактных систем охлаждения, использующих доступные источники тепла для устойчивого климат-контроля.