Источник фото — elektroportal.ru
Системы охлаждения, использующиеся в кондиционерах и холодильниках, чаще всего работают на принципах компрессорного охлаждения: понижение температуры происходит за счет хладагентов – веществ (обычно газов), которые при испарении «отнимают» тепло у того объекта, который необходимо охладить. Однако при повышенной температуре – например, при разморозке холодильника – хладагенты выделяют токсичные соединения, в том числе фтор и хлорид водорода.
Более экологичной альтернативой является магнитное охлаждение, при котором твердое вещество меняет температуру под воздействием окружающего его магнитного поля. Так, если объект поместить в постепенно усиливающееся магнитное поле, то вещество станет охлаждаться и поглощать тепло из окружающей среды. И наоборот, при снижении магнитного поля объект будет выделять тепло и нагреваться. При этом магнитное охлаждение работает в более широком диапазоне температур, включая значения, близкие к абсолютному нулю (минус 273,15 градусов Цельсия), тогда как обычный холодильник работает в диапазоне от плюс 4-х до минус 20-ти градусов. Поэтому ученые ведут активный поиск материалов, которые бы были наиболее эффективны для магнитного охлаждения.
Один из таких материалов предложили ученые из Института физики имени Х. И. Амирханова Дагестанского федерального исследовательского центра РАН, которые исследовали способность сплава на основе никеля, марганца, олова и небольшого количества меди изменять свою температуру под действием магнитного поля. Авторы провели эксперимент, в ходе которого разместили сплав в прибор, к которому прикладывались постоянные и импульсные магнитные поля. При этом для изучения магнитных свойств исследуемого сплава в приборе менялась температура в диапазоне от минус 25-ти до плюс 50-ти градусов.
Наибольший эффект был достигнут при температуре прибора в 1,85 градусов Цельсия: в этих условиях воздействие на сплав магнитного поля позволило снизить его температуру на 13,15 градусов Цельсия. В момент воздействия магнитного поля образец был изолирован от окружающей среды и не мог обмениваться с ней теплом. При этом после отключения магнитного поля сплав сохранял низкую температуру (минус 11 градусов Цельсия). Как следствие, новый сплав потенциально можно использовать для гибридных систем охлаждения, сочетающих компрессорный и магнитный способы.
«Предложенный метод позволяет охлаждать объекты на -13°C всего за 0,1 секунды. Для сравнения, чтобы охладить холодильник, работающий на основе газовых хладагентов, на 1,8°C, в среднем требуется одна минута. Поэтому магнитное охлаждение показывает более эффективные результаты. Полученные данные будут полезны при разработке гибридных систем охлаждения, например бытовых холодильников», – цитирует Российский научный фонд Адлера Гамзатова, ведущего научного сотрудника Института физики имени Х. И. Амирханова Дагестанского федерального исследовательского центра РАН.
Отказ от озоноразрушающих фреонов и других промышленных галогенсодержащих газов может решить проблему разрушения озонового слоя, заявлял в интервью ассоциации «Глобальная энергия» лауреат одноименной премии, академик РАН Сергей Алексенко. «В качестве альтернативы начали активно использовать озонобезопасные фреоны, преимущественно гидрофторуглероды типа фреона 134а, который сейчас массово применяется в холодильниках. Но как озоноразрушающие, так и озонобезопасные фреоны являются сильными парниковыми газами. Поэтому в ближайшем будущем они тоже будут запрещены к использованию», – отмечал он.
