Учёные создали первую в мире эластокалорическую систему охлаждения, работающую непосредственно от тепла. Установка может использовать сбросовое тепло или солнечную энергию вместо электрического привода. Разработку представили специалисты Технологического института Карлсруэ (KIT) и Университета Цукубы в Японии.
Прототип построен на двух сверхтонких плёнках из никель-титанового сплава. При нагреве первая плёнка сжимается благодаря эффекту памяти формы и превращает тепловую энергию в механическое движение. Это движение передаётся второй плёнке, которая при циклической нагрузке и разгрузке охлаждается.
Эластокалорическое охлаждение считается твердотельной альтернативой обычным холодильным системам. Ранее для создания необходимой нагрузки таким устройствам требовались электрические приводы. В новой конструкции эту функцию выполняет нагрев первой никель-титановой плёнки.
Как сообщил руководитель исследовательской группы ZEco Thermal Lab Института микроструктурных технологий KIT доктор Цзинъюань Сюй, сочетание двух свойств сплавов с памятью формы позволило одной плёнке преобразовывать тепло в механическую работу, а другой — превращать эту работу в холод. По его словам, такой подход открывает возможности для применения солнечной энергии и сбросового тепла в системах охлаждения.
Во время лабораторных испытаний при температуре привода 86 градусов Цельсия устройство обеспечило разницу температур в четыре градуса на уровне компонента. Температура самого эластокалорического хладагента при этом менялась почти на 13 градусов. Система также стабильно работала при внешнем источнике тепла с температурой 130 градусов Цельсия.
Сейчас установка предназначена прежде всего для подтверждения работоспособности технологии, а не для получения высокой мощности охлаждения. Исследователи планируют соединять несколько плёнок параллельно, чтобы увеличить производительность. Среди возможных вариантов применения названы охлаждение компьютерных процессоров за счёт выделяемого ими тепла и защита чувствительной автомобильной электроники с использованием тепла силовой установки.