Para ilmuwan telah mengembangkan metode pendinginan baru yang revolusioner yang disebut pendinginan ionokalori, menawarkan alternatif yang berpotensi lebih aman dan ramah lingkungan dibandingkan sistem tradisional. Terobosan ini, yang dipelopori oleh para peneliti di Lawrence Berkeley National Laboratory dan University of California, Berkeley, dapat mengubah cara kita mendinginkan segala sesuatu mulai dari rumah hingga proses industri.
Masalah pada Pendinginan Saat Ini
Pendinginan tradisional bergantung pada cairan yang menyerap panas saat menguap dan melepaskannya saat mengembun – sebuah proses yang efektif namun sering kali menggunakan zat pendingin yang berbahaya. Banyak dari zat-zat ini mempunyai potensi pemanasan global (GWP) yang tinggi, sehingga berkontribusi terhadap perubahan iklim. Amandemen Kigali mewajibkan negara-negara untuk secara drastis mengurangi produksi hidrofluorokarbon (HFC) yang berbahaya ini, sehingga menciptakan kebutuhan mendesak akan alternatif yang layak.
Cara Kerja Pendinginan Ionokalori
Pendinginan ionokalori memanfaatkan penyerapan atau pelepasan panas yang terjadi ketika suatu material berubah fase, seperti pencairan es. Berbeda dengan metode tradisional, metode ini tidak bergantung pada penguapan atau kompresi. Sebaliknya, ia menggunakan ion (partikel bermuatan) untuk memanipulasi titik leleh suatu material. Menambahkan garam ke jalan di musim dingin untuk mencegah pembentukan es adalah contoh umum penerapan prinsip ini.
Ide intinya melibatkan perputaran fluida melalui perubahan fasa menggunakan arus listrik untuk menggerakkan ion, yang secara efektif menggeser suhu. Para peneliti menguji pendekatan ini menggunakan garam yodium dan natrium dengan etilen karbonat, pelarut yang juga digunakan dalam baterai lithium-ion. Yang perlu diperhatikan, sistem ini bisa saja bersifat “GWP negatif” karena produksi etilen karbonat menggunakan karbon dioksida sebagai inputnya.
Temuan dan Kinerja Utama
Eksperimen menunjukkan perubahan suhu sebesar 25°C (45°F) dengan menggunakan muatan kurang dari satu volt, melampaui efisiensi teknologi “kalori” lainnya (yang mengandalkan perubahan panas pada bahan). Penelitian yang dipublikasikan di Science menunjukkan bahwa siklus ini dapat menyamai atau bahkan melampaui kinerja refrigeran yang ada saat ini.
Peningkatan dan Pengembangan di Masa Depan
Tantangan terbesar saat ini adalah memindahkan teknologi ini dari laboratorium ke kelayakan komersial. Para peneliti secara aktif menguji kombinasi garam yang berbeda untuk mengoptimalkan kinerja. Sebuah tim terpisah telah menerbitkan temuan tentang sistem yang sangat efisien menggunakan garam berbasis nitrat, yang didaur ulang menggunakan medan listrik dan membran.
“Kami memiliki siklus dan kerangka termodinamika baru yang menyatukan elemen-elemen dari berbagai bidang, dan kami telah menunjukkan bahwa hal ini dapat berhasil,” kata Prasher. “Sekarang, saatnya bereksperimen untuk menguji berbagai kombinasi material dan teknik untuk memenuhi tantangan teknik.”
Penelitian ini mewakili langkah signifikan menuju solusi pendinginan berkelanjutan. Jika berhasil ditingkatkan, pendinginan ionokalori tidak hanya dapat memenuhi tetapi melampaui standar yang ada dalam hal efisiensi, keselamatan, dan dampak terhadap lingkungan.
