Verwendung eines Ethylencarbonat-Lösungsmittels mit einem Natriumiodidsalz zur Schaffung einer neuen Art von Kühlschrank

Oct 20, 2023

Bericht vom 27. Dezember 2022

von Bob Yirka, Tech Xplore

Ein Forscherpaar am Lawrence Berkely National Laboratory nutzte ein allgemein bekanntes, natürlich vorkommendes Phänomen, um eine neue Art von umweltfreundlichem Kühlschrank zu bauen.

In ihrem in der Fachzeitschrift Science veröffentlichten Artikel beschreiben Drew Lilley und Ravi Prasher, wie sie die Idee, Salz zum Schmelzen von Straßeneis zu verwenden, erweitern, um eine neue Art von Kühlschrank zu entwerfen und zu bauen. Emmanuel Defay vom Luxembourg Institute of Science and Technology hat in derselben Zeitschriftenausgabe einen Perspective-Artikel veröffentlicht, in dem er die Arbeit des Paares in Kalifornien beschreibt.

Seit vielen Jahren verwenden Menschen auf der ganzen Welt Salz zum Schmelzen von Straßeneis, um das Reisen zu erleichtern. Obwohl das Salz das Eis technisch gesehen nicht zum Schmelzen bringt, zieht seine dunkle Farbe Wärme an und lässt das darunter liegende Eis schmelzen, wodurch sich das Salz mit dem Wasser vermischen kann. Und es gefriert nicht wieder, da das Salz den Gefrierpunkt des Wassers drastisch senkt.

Auf diesen Teil des Prozesses konzentrierten sich die Forscher. Sie stellten fest, dass ein ähnlicher Prozess dazu führen könnte, dass ein Material aufgrund des Phasenübergangs einfach durch Mischen mit Natriumiodidsalz (NaI) gekühlt wird. Das zweite Material war in diesem Fall ein Ethylencarbonat (EC)-Lösungsmittel. Sie stellten außerdem fest, dass das wiederholte Kühlen eines Materials auch die Umgebung abkühlen sollte, in der es enthalten ist. Und um das zu erreichen, mussten sie lediglich das Salz entfernen und es dann wieder hinzufügen.

Die Forscher nennen ihr Verfahren „ionokalorische“ Kühlung und haben einen solchen Kühlschrank gebaut, um zu beweisen, dass er realisierbar ist. Sie begannen mit einer Kiste und fügten dann ein Mischgerät zum Mischen ihrer beiden Zutaten und ein weiteres Gerät hinzu, das eine Elektrodialyse durchführte, um das Salz zu entfernen. Dann wurde das resultierende Gerät getestet, um festzustellen, ob es die Temperatur im Inneren der Box auf einer konstant kühlen Temperatur halten würde, und wenn ja, ob es mehr oder weniger effizient als andere Kühlgeräte war.

Ihre Tests zeigten, dass ihr Kühlschrank in der Lage war, eine kühle Temperatur aufrechtzuerhalten, und dass er ungefähr so ​​effizient war wie derzeit auf dem Markt erhältliche Kühlschränke. Der große Vorteil des Ansatzes besteht darin, dass keine Fluorkohlenwasserstoffe oder andere Schadstoffe emittiert werden. Sie räumen ein, dass es einen Nachteil hat: Es dauert eine ganze Weile, bis die gemischte Lösung abgekühlt ist.

Mehr Informationen: Drew Lilley et al, Ionokalorischer Kühlkreislauf, Science (2022). DOI: 10.1126/science.ade1696

Emmanuel Defay, Kühlen Sie es ab, mit einer Prise Salz, Wissenschaft (2022). DOI: 10.1126/science.adf5114

© 2022 Science X Network