ما دور السيراميك في نظام التكييف الهوائي ؟!
نشرت دراسة حديثة في مجلة “ساينس” تتحدث عن مادة “كهربائية حرارية” جديدة، وهي تكنولوجيا مصممة لأداء مهام التبريد أو التدفئة دون استخدام غازات خطيرة أو ملوثة، وفي الجمع بين عدد من التقنيات الحالية، طور علماء من معهد “لوكسمبورغ” للعلوم والتكنولوجيا في “بيلفو” نموذجاً أولياً جديداً يعتمد على السيراميك ذو التأثير الكهربائي القوي.
تابعنا على فيسبوك
يسخن النظام الكهروحراري، وهي ظاهرة تظهر فيها المادة تغيراً عكسياً في درجة الحرارة عند استخدام مجال كهربائي معين، عند تعرضه للمجالات الكهربائية حيث تضطر الذرات الغير المتوازنة كهربائيًا في المادة إلى الانحياز إلى وجهة واحدة. تنخفض مستويات القصور الحراري (Entropy)، وتبدأ الذرات المصطفة في الاهتزاز على نحو أسرع، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة.
يستخدم النموذج الأولي الجديد سائلًا يتدفق عبر ألواح المادة الشبيهة بالسيراميك لإزالة الحرارة الزائدة. إذا أوقف المجال الكهربائي، ينعكس التأثير حيث تصبح المادة أبرد من درجة الحرارة المحيطة وتزول الحرارة من السائل، وبعد ذلك يمكن أن تبدأ وتكرر العملية مرة أخرى. وأظهر النموذج الأولي الكهروحراري أداءً فائقًا، كما قال عالم المواد نيل ماثور في جامعة كامبريدج.
عند استخدامها في مكيف الهواء، ستستخدام المادة الجديدة لتوزيع الحرارة خارج المبنى مع الحفاظ على برودة البيئة الداخلية. على العكس من ذلك، تعمل المضخة الحرارية على تبريد البيئة الخارجية عن طريق استخلاص الحرارة منها وإدخالها إلى الداخل.
مع أن أنظمة التكييف الحالية تعتبر فعالة للغاية، ولكنها تحتاج إلى مواد تبريد مثل مركبات الهيدروفلوروكربون أو الأمونيا، والتي يمكن أن تتسبب بتأثيرات الاحتباس الحراري بطريقة مباشرة أو غير مباشرة. لا يحتاج النموذج الأولي الكهروحراري إلى غازات خطيرة، ويمكن أيضًا تصنيعه بعوامل أصغر وأسهل من ناحية الشكل.
فيما يظهر النموذج التقني الأولي بعض القدرات الرائعة، إلأ أنه ليس جاهزاً بعد للتسويق التجاري،لأن علماء لوكسمبورغ يحتاجون إلى تحسين التكنولوجيا على نحو أفضل، وزيادة كفاءة المواد الجديدة.
شاهد أيضاً: لمرضى السكري.. تطوير نظام أدوية يغني عن الحقن اليومية !
