Os cientistas desenvolveram um novo método de refrigeração revolucionário chamado resfriamento ionocalórico, oferecendo uma alternativa potencialmente mais segura e ecologicamente correta aos sistemas tradicionais. Esta descoberta, iniciada por investigadores do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley e da Universidade da Califórnia, Berkeley, poderá remodelar a forma como refrigeramos tudo, desde casas até processos industriais.
O problema com a refrigeração atual
A refrigeração tradicional depende de fluidos que absorvem o calor à medida que evaporam e o liberam durante a condensação – um processo eficaz, mas que geralmente utiliza refrigerantes nocivos. Muitas destas substâncias têm elevado potencial de aquecimento global (GWP), contribuindo para as alterações climáticas. A Emenda Kigali compromete as nações a reduzir drasticamente a produção destes hidrofluorocarbonetos nocivos (HFC), criando uma necessidade urgente de alternativas viáveis.
Como funciona o resfriamento ionocalórico
O resfriamento ionocalórico aproveita a absorção ou liberação de calor que ocorre quando um material muda de fase, como o derretimento do gelo. Ao contrário dos métodos tradicionais, não depende de evaporação ou compressão. Em vez disso, ele usa íons (partículas carregadas) para manipular o ponto de fusão de um material. Adicionar sal às estradas no inverno para evitar a formação de gelo é um exemplo familiar deste princípio em ação.
A ideia central envolve percorrer um fluido através de mudanças de fase usando uma corrente elétrica para mover íons, mudando efetivamente a temperatura. Os pesquisadores testaram essa abordagem usando sais de iodo e sódio com carbonato de etileno, um solvente também usado em baterias de íon-lítio. Notavelmente, este sistema poderia ser “GWP negativo” uma vez que a produção de carbonato de etileno utiliza dióxido de carbono como insumo.
Principais descobertas e desempenho
Experimentos demonstraram uma mudança de temperatura de 25°C (45°F) usando menos de um volt de carga, superando a eficiência de outras tecnologias “calóricas” (que dependem de mudanças de calor nos materiais). A pesquisa, publicada na revista Science, sugere que este ciclo pode igualar ou até mesmo exceder o desempenho dos refrigerantes atuais.
Ampliação e Desenvolvimento Futuro
O maior desafio agora é transferir esta tecnologia do laboratório para a viabilidade comercial. Os pesquisadores estão testando ativamente diferentes combinações de sal para otimizar o desempenho. Uma equipe separada já publicou descobertas sobre um sistema altamente eficiente que utiliza sais à base de nitrato, reciclados por meio de campos elétricos e membranas.
“Temos um ciclo e uma estrutura termodinâmica totalmente novos que reúnem elementos de diferentes áreas e mostramos que pode funcionar”, disse Prasher. “Agora é hora de experimentação para testar diferentes combinações de materiais e técnicas para enfrentar os desafios de engenharia.”
Esta pesquisa representa um passo significativo em direção a soluções de refrigeração sustentáveis. Se for dimensionado com sucesso, o resfriamento ionocalórico poderá não apenas atender, mas também superar os padrões existentes em eficiência, segurança e impacto ambiental.
