Nowa technologia do ogrzewania i chłodzenia budynków
Projekt EIC Pathfinder Challenge, prowadzony przez niemieckich naukowców, ma na celu wykorzystanie elastokaloryków do produkcji urządzeń, które w przyszłości będą mogły konkurować z dzisiejszymi pompami ciepła, znacznie redukując zapotrzebowanie na energię elektryczną.
Czym są elastokaloryki?
Elastokaloryki to materiały, które wykazują efekt elastokaloryczny, czyli zdolność do zmiany swojego stanu w wyniku sprężystej deformacji mechanicznej. Efekt ten polega na tym, że gdy materiał elastokaloryczny jest mechanicznie rozciągany lub ściskany, dochodzi do zmian w jego strukturze krystalicznej, co powoduje pochłanianie lub wydzielanie ciepła.
Dobry materiał elastokaloryczny powinien wykazywać się dobrą przewodnością cieplną, dużą wytrzymałością zmęczeniową i niską ceną.
Typowe materiały elastokaloryczne to niektóre stopy metali, takie jak stopy z pamięcią kształtu, które wykazują znaczne zmiany temperatury pod wpływem deformacji mechanicznej. Przykłady takich stopów to np. stopy niklu i tytanu (NiTi).
Zasada działania elastokaloryków
Zasada działania elastokaloryków polega na tym, że materiał elastokaloryczny jest mechanicznie rozciągany lub ściskany, co powoduje zmiany w jego strukturze krystalicznej i wydzielanie lub pochłanianie ciepła.
W projekcie EIC Pathfinder Challenge, naukowcy wykorzystują stop niklowo-tytanowy (NiTi) do stworzenia urządzenia, które może być wykorzystywane do ogrzewania i chłodzenia budynków.
Obiecująca technologia
Projekt EIC Pathfinder Challenge otrzymał 4 mln euro wsparcia od Europejskiej Rady ds. Innowacji (EIC). Pieniądze mają być przeznaczone na budowę prototypu zdecentralizowanej jednostki, która może być wykorzystywana w pomieszczeniach budynków mieszkalnych.
Zasada działania systemu polega na tym, że powietrze wpływa w kierunku pomieszczenia przez szczeliny wentylacyjne i trafia na materiał elastokaloryczny, który jest podgrzewany lub chłodzony w zależności od wymagań w danym czasie.
Naukowcy twierdzą, że w momencie, w którym uda się opracować kompaktowe urządzenie, będzie możliwe instalowanie go w nowych budynkach wyposażonych w systemy wentylacyjne. Sama eksploatacja miałaby być znacząco tańsza w porównaniu z konwencjonalnymi klimatyzatorami lub pompami ciepła z uwagi przede wszystkim na niższe zużycie energii.
Nad podobnymi rozwiązaniami z obszaru elastokaloryków pracuje również zespół naukowców z Chin i USA pod przewodnictwem Ichiro Takeuchi z University of Maryland.
