Ledničky se mohou chystat na novou éru. Blíží se revoluce v chlazení

Příští generace chladicích zařízení by se měly obejít bez dnes nepostradatelných kompresorů a složitých soustav trubek, ve kterých proudí chladicí médium. Podle výzkumníků z Pensylvánské univerzity budoucnost patří lednicím s pevnými deskami z feroelektrických polymerů.
Ilustrační foto

Ilustrační foto | foto: Profimedia.cz

Kompresorové lednice patří mezi běžné vybavení všech domácností. Jejich funkce je založena na elektrickém kompresoru, který chladicí látku protlačuje chladicím okruhem. K chlazení potravin dochází díky tlakovým a skupenským změnám, kterým je chladicí tekutina při oběhu okruhem podrobena.

Jenže pořizovací cena i náklady na provoz současných ledniček jsou poměrně vysoké, lednice totiž spotřebovávají dost energie. Navíc obsahují složité soustavy trubek (chladicí okruh) a pohyblivé části (kompresor), které se čas od času mohou poškodit, což jejich provoz dále prodražuje (údržba, opravy).

Je sice znám i jiný princip chlazení - absorpční ledničky, které nemusejí být nutně poháněny elektrickou energií (stačí například pouze teplo hořáku), ale ty mají nižší účinnost a nejsou schopny dosáhnout tak nízkých teplot. Nezanedbatelnou roli hraje i fakt, že chladicí látky také mohou negativně působit jak na člověka, tak na životní prostředí (viz známé účinky freonů na zemskou ozónovou vrstvu).

Pevné látky místo tekutin

Nevýhody současných chladicích zařízení se rozhodl odstranit Qiminh Zhang a jeho kolegové z Pensylvánské univerzity. Proto studuje nové polymerní materiály, které by se daly použít v lednicích a klimatizačních jednotkách v pevném stavu. "Jde o první krok ve vývoji chladicích jednotek pomocí elektrického pole," říká Zhang.

Podle něj patří budoucnost lednicím, ve kterých úlohu chladicího média přebírají feroelektrické polymery pevného skupenství. Tedy bez trubek, bez kompresorů, jen s pevnými deskami z polymeru, jež doplňují pouze vhodné výměníky tepla.

Feroelektrické polární polymery

Největší naděje vkládají vědci do tzv. feroelektrických polymerů. U těchto látek totiž dochází při působení elektrického napětí k výrazným teplotním změnám. Pro účely chlazení elektrickým polem se zdají být mnohem vhodnější než dříve užívané polovodiče v Peltierových článcích.

Ty jsou založeny na tzv. Peltierovu jevu, ke kterému dochází v obvodu se dvěma různými sériově zapojenými vodiči, nejčastěji z vizmutu a telluridu. Pokud obvodem protéká proud, jeden spoj se ohřívá, zatímco druhý ochlazuje. Peltierovy články ale nikdy nenašly rozsáhlé použití, protože jejich účinnost je velmi malá. Přesto se stále užívají při chlazení počítačů.

Termoelektrický efekt u polárních polymerů

Qiminh Zhang si vzal do hlavy využít termoelektrických vlastností některých polárních polymerů (například poly-vinyliden-fluorid-trifluoretylenu a poly-vinyliden-fluorid-trifluoretylen-chlorofluoretylenu, ale i jiných), konkrétně jejich krystalických změn v elektrickém prostředí.

Za normálního stavu je krystalická struktura molekul těchto polymerů neuspořádaná. Ovšem jakmile na ně aplikujete napětí, molekuly přejdou do vysoce uspořádaného stavu, do okolí uvolní teplo a tím se ochladí.

Po vypnutí proudu se jejich molekulární struktura vrací zpátky do původního stavu (a látka tedy znovu teplo přijímá). Celý proces je možné cyklicky opakovat.
Termoelektrické polární polymery mají jednu podstatnou výhodu – lze z nich vytvořit díly téměř jakéhokoli tvaru a tloušťky. Jak tvrdí Zhanh: "Jsou velmi přizpůsobivé a mohou být použity k chlazení i ohřívání," takže se nabízí spousta různých možností jejich aplikací.

Kromě náhrady trubkových chladicích okruhů u tradičních ledniček a klimatizačních zařízení z nich bude také možné vyrábět speciální obleky pro hasiče (chladivé) a sportovce (ohřívání ponožek a rukavic), ale rovněž je bude možné využít i pro chlazení elektronických obvodů, zejména mikroprocesorů.

Pensylvánští vědci o svém výzkumu informovali v srpnovém vydání časopisu Science.

Zdroj:  www.psu.edu, http://www.wikipedia.cz  

Autor:
  • Nejčtenější

Kam pro filmy bez Ulož.to? Přinášíme další várku streamovacích služeb do TV

v diskusi je 125 příspěvků

26. března 2024

S vhodnou aplikací na vás mohou v televizoru na stisk tlačítka čekat tisíce filmů, seriálů nebo...

Z jaderné triády zbyly Britům už jen ponorky. A ty musejí posílit

v diskusi je 76 příspěvků

27. března 2024

Jadernou triádu tvoří strategické bombardéry s jadernými zbraněmi, mezikontinentální balistické...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Rusko zastavilo odlet na ISS s první Běloruskou, letět měla i Američanka

v diskusi je 50 příspěvků

21. března 2024  10:23,  aktualizováno  14:26

Ve čtvrtek 21. března se necelých deset minut před půl třetí odpoledne měla vydat na Mezinárodní...

Načapali jsme otesánka, který se velkého sousta nezalekne. Boeing 747-400F

v diskusi je 8 příspěvků

21. března 2024

Poté, co na Letiště Václava Havla Praha přestaly v barvách Qatar Airways létat nákladní Boeingy...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Hlučínsko patří nám. Před 100 lety byl podepsán definitivní protokol o hranici

v diskusi je 10 příspěvků

28. března 2024

Před 100 lety definitivně skončily tahanice o československo-německé hranice. 28. března 1924 byl...

Hlučínsko patří nám. Před 100 lety byl podepsán definitivní protokol o hranici

v diskusi je 10 příspěvků

28. března 2024

Před 100 lety definitivně skončily tahanice o československo-německé hranice. 28. března 1924 byl...

Američané odepsali modul, který je vrátil po půl století na Měsíc

v diskusi je 11 příspěvků

28. března 2024

Od začátku letošního roku je na Měsíci a kolem něj poměrně rušno. Vedle řady sond, které zamířily...

Úspěšný let prototypu XB-1 vrací do hry cestování nadzvukovou rychlostí

v diskusi je 29 příspěvků

27. března 2024  17:17

Po více než dvaceti letech, od ukončení provozu letounu Concorde, se možná opět dočkáme nadzvukové...

Jarní bouře ničila před 100 lety Prahu. Napáchala obří škody

v diskusi je 10 příspěvků

27. března 2024

Prahou prošla před 100 lety, 27. března 1924, neobvykle silná jarní bouřka. V části hlavního města...

Rána pro britskou monarchii. Princezna Kate má rakovinu, chodí na chemoterapii

Britská princezna z Walesu Kate (42) se léčí s rakovinou. Oznámila to sama ve videu na sociálních sítích poté, co se...

Smoljak nechtěl Sobotu v Jáchymovi. Zničil jsi nám film, řekl mu

Příběh naivního vesnického mladíka Františka, který získá v Praze díky kondiciogramu nejen pracovní místo, ale i...

Rejžo, jdu do naha! Balzerová vzpomínala na nahou scénu v Zlatých úhořích

Eliška Balzerová (74) v 7 pádech Honzy Dědka přiznala, že dodnes neví, ve který den se narodila. Kromě toho, že...

Kam pro filmy bez Ulož.to? Přinášíme další várku streamovacích služeb do TV

S vhodnou aplikací na vás mohou v televizoru na stisk tlačítka čekat tisíce filmů, seriálů nebo divadelních...

Stále víc hráčů dobrovolně opouští Survivor. Je znamením doby zhýčkanost?

Letošní ročník reality show Survivor je zatím nejkritizovanějším v celé historii soutěže. Může za to fakt, že už...