«Магнитные кондиционеры» станут экологичной альтернативой традиционным охладителям - «Технологии»

Изменение климата, рост населения и повышение требований к качеству быта привели к тому, что спрос на энергию для охлаждения воздуха в мировом энергобалансе оказался значительно выше спроса на его обогрев. Используемые повсеместно технологии кондиционирования, зачастую, вредны и для природы, и для здоровья людей, и ученые из Технического университета Дармштадта предложили понижать температуру воздуха за счет материалов с магнитными свойствами в магнитных полях.

Магнитные характеристики металлов могут меняться при нагревании и охлаждении; так, железо перестает приставать к магниту при температуре от +768*С, а никель - при +360*С, но есть и такие сплавы, которые становятся ферромагнитными только при нагревании. Этот переход называется магнитотепловым эффектом – при помещении сплава с памятью формы во внешнее магнитное поле с температурой ниже их температуры трансформации у них возрастает магнитный порядок и снижается температура. Чем мощнее внешнее магнитное поле, тем сильнее они охлаждаются.

Для проверки теории ученые использовали сплав никеля, марганца и индия, поскольку у него изменение магнитных характеристик происходит уже при комнатной температуре. Поле было создано с помощью сильнейшего из известных магнитов – сплава железа, бора и неодима с индукцией в 2 тесла – это в 40 000 раз больше магнитного поля Земли. При заданных условиях сплав остыл на несколько градусов.

Читайте также: Крупные ветровые и солнечные электростанции в Сахаре принесут в пустыню дожди и богатую флору

Охлаждение осуществляется в шесть этапов. После запуска реакции охлаждающий элемент убирают из магнитного поля, и теплоприемник вступает в контакт с объектами, которые надо остудить. Сплав остается намагниченным, даже когда материал согревается до исходной температуры, что исправляется на следующем этапе с помощью пресса, который задает сплав с памятью формы. Сплав становится более плотным и немагнитным и нагревается. После выхода из-под пресса материал остается стабильным и немагнитным. На последнем этапе сплав отдает тепло во внешнюю среду, и цикл можно повторить.

Немецкие исследователи уверены, что у сплавов с памятью формы огромный потенциал. Магниты в таких устройствах создаются с использованием меньшего количества неодима. В тоже время, создаваемое ими поле, гораздо мощнее, что и приводит к увеличению эффективности системы. Это значит, что установка кондиционеров для ряда случаев на основе такой технологии может обходится дешевле методов, применяемых ранее.

В ближайших планах ученых – создание полноценного прототипа, который позволит узнать о всех возможностях инновационного охладителя в реальных режимах эксплуатации. Достичь этой цели им поможет денежный стимул от Европейского исследовательского совета в размере 2,5 млн евро.

Читайте также: Представлен кондиционер, который работает без электричества

Источник: tu-darmstadt.de