Хладилниците и климатиците днес работят основно с газове, които циркулират в системата, променят налягането си и така пренасят топлина от едно място на друго. Това е добре позната и ефективна технология, но има един голям проблем - тези газове могат да изтичат при употреба, ремонт или изхвърляне на уреда, а част от тях имат силен ефект върху климата.
Британският стартъп Barocal, свързан с Университета в Кеймбридж, опитва да замени този модел със съвсем различен подход: охлаждане не чрез газ, а чрез твърд материал - т.нар. пластмасови кристали, които се нагряват и охлаждат, когато върху тях се прилага и после се освобождава натиск, разказва CPG.com.
Компанията обяви, че е набрала 10 млн. долара начален капитал, за да ускори разработката на технологията и да разшири инженерния си екип преди бъдещо търговско приложение. Сред инвеститорите са World Fund, Breakthrough Energy Discovery, Cambridge Enterprise Ventures и IP Group.
Идеята звучи странно, но принципът е сравнително прост. Някои материали променят температурата си, когато бъдат притиснати. Ако материалът се стисне, молекулите му се подреждат по друг начин и той отделя топлина. Когато натискът се махне, процесът се обръща и материалът може да поеме топлина от околната среда. Така той може да работи като своеобразна "помпа" за топлина.
Подобен ефект може да се усети и при обикновена гума или балон - когато се разтегне, се затопля, а когато се отпусне, изстива. Разликата е, че Barocal опитва да превърне този физичен ефект в надеждна хладилна система, която може да работи хиляди и милиони пъти, без материалът да се износи бързо.
Технологията се нарича барокалорично охлаждане - от "баро", свързано с налягане. Вместо компресорът да сгъстява газ, както става в традиционните хладилници и климатици, системата притиска твърд материал. Водата може да се използва само като преносител на топлината - да я отведе от материала към радиатор или друг топлообменник.
Предимството е ясно: ако основният "хладилен агент" е твърд, той не може да изтече като газ. Това намалява риска от т.нар. fugitive emissions - неуловени емисии от течове, които са един от проблемите на днешната хладилна техника. Barocal твърди още, че материалите ѝ могат да постигнат по-висока енергийна ефективност от сегашните системи, но това предстои да бъде доказано в реални търговски приложения.
Недостатъкът на сегашната технология не е, че не работи - напротив, тя е евтина, позната, масово произвеждана и обслужвана навсякъде. Проблемът е, че зависи от хладилни флуиди. По-старите вещества бяха свързани с увреждане на озоновия слой, а част от по-новите не засягат озона, но имат висок потенциал за затопляне на атмосферата, ако изтекат. Освен това охлаждането и отоплението са огромен дял от енергийното потребление, което прави всяко повишаване на ефективността важно.
Barocal е основана през 2019 г. от проф. Ксавие Моя от Университета в Кеймбридж. Компанията стъпва върху повече от десетилетие изследвания в областта на т.нар. калорични материали - вещества, които променят температурата си при външно въздействие, например налягане, магнитно поле или електрическо поле.
Това обаче не означава, че домашният хладилник с пластмасови кристали ще се появи скоро в магазина. Технологията още е в етап на развитие. Тя трябва да докаже, че материалите издържат на многократно притискане и отпускане, че системата остава ефективна с времето, че може да се произвежда на приемлива цена и че е достатъчно надеждна за реална употреба.
Затова първите приложения вероятно няма да са в обикновения кухненски хладилник, а в по-големи системи - търговско охлаждане, климатизация на сгради, центрове за данни и индустриални инсталации. Там сметката за ток, поддръжката и течовете на хладилни агенти са по-скъпи, а евентуалната икономия може да се усети по-бързо.
С други думи, Barocal не отменя основния принцип на охлаждането - топлината пак трябва да бъде взета от едно място и изхвърлена на друго. Променя се средството, с което това става. Вместо газ, който се сгъстява и разширява, стартъпът залага на твърд материал, който се "включва" и "изключва" чрез натиск.
Ако технологията успее да излезе от лабораторията и да работи на цена, близка до днешните решения, това би било сериозна промяна за един от най-масовите, но и най-климатично важни сектори - охлаждането на храни, сгради, болници, транспорт и все по-големите центрове за данни.
