Um sistema de refrigeração que pode substituir os aparelhos de ar-condicionado e reduzir drasticamente o consumo de energia.
Num mundo em constante procura de soluções ecológicas e eficientes, um avanço notável no campo da refrigeração poderá marcar um ponto de viragem. Pesquisadores desenvolveram um dispositivo de resfriamento eletrocalórico de estado sólido capaz de gerar uma diferença de temperatura de 20 kelvins com alta eficiência.
Este sistema inovador poderia rivalizar com as atuais estratégias de resfriamento de sólidos e oferecer uma alternativa promissora aos sistemas de resfriamento por compressão de vapor, que são ineficientes e prejudiciais ao meio ambiente.
O princípio deste novo sistema de resfriamento é baseado em um fenômeno chamado resfriamento eletrocalórico, onde um campo elétrico aplicado a um material altera a direção das cargas elétricas, causando um aumento temporário de temperatura, seguido de uma diminuição quando o campo elétrico é removido.
Esta tecnologia, desenvolvida por Junning Li, Emmanuel Defay e seus colegas do Instituto de Ciência e Tecnologia de Luxemburgo, utiliza tiras de um material conhecido como tantalato de chumbo-escândio. Essas tiras, empilhadas e imersas em um fluido térmico (óleo de silicone), criam zonas permanentes quentes e frias com aproximadamente 20°C de diferença, quando um campo elétrico é aplicado ou removido.
Especificamente, Li e seus colegas desenvolveram uma bomba de calor eletrocalórica de circuito duplo, capaz de gerar uma potência máxima de resfriamento de 4,2 watts. Este dispositivo atinge 64% da eficiência de Carnot, o que é superior a muitos dispositivos de compressão de vapor e resfriamento calórico. Detalhes de seu design revisado por pares foram publicados na Science .
Perspectivas futuras e otimizações
Essas zonas de diferença de temperatura podem ser usadas como reservatórios quentes e frios para circular o óleo através de tubulações para resfriar ou aquecer casas ou objetos.
Embora a eficiência teórica do dispositivo seja de 67%, seu projeto atual atinge uma eficiência em torno de 12%. De acordo com Defay, essa eficiência poderia ser melhorada encontrando-se um condutor de calor melhor do que o tantalato de chumbo e escândio.
Impacto energético e ambiental
Esta inovação, que representa uma melhoria significativa em relação aos sistemas de refrigeração tradicionais, poderá reduzir significativamente o consumo de energia, uma vez que os sistemas de refrigeração atuais consomem cerca de 20% da eletricidade mundial. A investigação futura poderá centrar-se na melhoria da eficiência do dispositivo e na exploração do seu potencial para aplicação em larga escala.
Fonte:
[Física]
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