Ledničky se mohou chystat na novou éru. Blíží se revoluce v chlazení

Příští generace chladicích zařízení by se měly obejít bez dnes nepostradatelných kompresorů a složitých soustav trubek, ve kterých proudí chladicí médium. Podle výzkumníků z Pensylvánské univerzity budoucnost patří lednicím s pevnými deskami z feroelektrických polymerů.
Ilustrační foto

Ilustrační foto | foto: Profimedia.cz

Kompresorové lednice patří mezi běžné vybavení všech domácností. Jejich funkce je založena na elektrickém kompresoru, který chladicí látku protlačuje chladicím okruhem. K chlazení potravin dochází díky tlakovým a skupenským změnám, kterým je chladicí tekutina při oběhu okruhem podrobena.

Jenže pořizovací cena i náklady na provoz současných ledniček jsou poměrně vysoké, lednice totiž spotřebovávají dost energie. Navíc obsahují složité soustavy trubek (chladicí okruh) a pohyblivé části (kompresor), které se čas od času mohou poškodit, což jejich provoz dále prodražuje (údržba, opravy).

Je sice znám i jiný princip chlazení - absorpční ledničky, které nemusejí být nutně poháněny elektrickou energií (stačí například pouze teplo hořáku), ale ty mají nižší účinnost a nejsou schopny dosáhnout tak nízkých teplot. Nezanedbatelnou roli hraje i fakt, že chladicí látky také mohou negativně působit jak na člověka, tak na životní prostředí (viz známé účinky freonů na zemskou ozónovou vrstvu).

Pevné látky místo tekutin

Nevýhody současných chladicích zařízení se rozhodl odstranit Qiminh Zhang a jeho kolegové z Pensylvánské univerzity. Proto studuje nové polymerní materiály, které by se daly použít v lednicích a klimatizačních jednotkách v pevném stavu. "Jde o první krok ve vývoji chladicích jednotek pomocí elektrického pole," říká Zhang.

Podle něj patří budoucnost lednicím, ve kterých úlohu chladicího média přebírají feroelektrické polymery pevného skupenství. Tedy bez trubek, bez kompresorů, jen s pevnými deskami z polymeru, jež doplňují pouze vhodné výměníky tepla.

Feroelektrické polární polymery

Největší naděje vkládají vědci do tzv. feroelektrických polymerů. U těchto látek totiž dochází při působení elektrického napětí k výrazným teplotním změnám. Pro účely chlazení elektrickým polem se zdají být mnohem vhodnější než dříve užívané polovodiče v Peltierových článcích.

Ty jsou založeny na tzv. Peltierovu jevu, ke kterému dochází v obvodu se dvěma různými sériově zapojenými vodiči, nejčastěji z vizmutu a telluridu. Pokud obvodem protéká proud, jeden spoj se ohřívá, zatímco druhý ochlazuje. Peltierovy články ale nikdy nenašly rozsáhlé použití, protože jejich účinnost je velmi malá. Přesto se stále užívají při chlazení počítačů.

Termoelektrický efekt u polárních polymerů

Qiminh Zhang si vzal do hlavy využít termoelektrických vlastností některých polárních polymerů (například poly-vinyliden-fluorid-trifluoretylenu a poly-vinyliden-fluorid-trifluoretylen-chlorofluoretylenu, ale i jiných), konkrétně jejich krystalických změn v elektrickém prostředí.

Za normálního stavu je krystalická struktura molekul těchto polymerů neuspořádaná. Ovšem jakmile na ně aplikujete napětí, molekuly přejdou do vysoce uspořádaného stavu, do okolí uvolní teplo a tím se ochladí.

Po vypnutí proudu se jejich molekulární struktura vrací zpátky do původního stavu (a látka tedy znovu teplo přijímá). Celý proces je možné cyklicky opakovat.
Termoelektrické polární polymery mají jednu podstatnou výhodu – lze z nich vytvořit díly téměř jakéhokoli tvaru a tloušťky. Jak tvrdí Zhanh: "Jsou velmi přizpůsobivé a mohou být použity k chlazení i ohřívání," takže se nabízí spousta různých možností jejich aplikací.

Kromě náhrady trubkových chladicích okruhů u tradičních ledniček a klimatizačních zařízení z nich bude také možné vyrábět speciální obleky pro hasiče (chladivé) a sportovce (ohřívání ponožek a rukavic), ale rovněž je bude možné využít i pro chlazení elektronických obvodů, zejména mikroprocesorů.

Pensylvánští vědci o svém výzkumu informovali v srpnovém vydání časopisu Science.

Zdroj:  www.psu.edu, http://www.wikipedia.cz  

Autor:

Nejčtenější

USAF nakupuje pancéřované „Turbočmeláky“. Jeden kus vyjde na 880 milionů

Americké letectvo si převzalo první exemplář turbovrtulového letadla Skyraider II. Vzhledem vzdáleně připomíná československého Turbočmeláka. Není divu. Vznikl úpravou civilního letounu používaného...

Atentát na Kima. Diktátora zachránil sovětský důstojník skokem na granát

V zemích s nestabilním uspořádáním nejsou politicky motivované atentáty ničím neobvyklým. Severní Korea, jako jedna z nejtužších komunistických diktatur světa, nebyla výjimkou. Prvního diktátora Kim...

Z vesmíru se vrátila ryze ženská posádka s Katy Perry i přítelkyní Bezose

Teprve podruhé v historii se dostala do kosmického prostoru posádka složená pouze z žen. Právě v pondělí totiž odstartoval nosič New Shepard, aby posádku vynesl. Nejznámější členkou týmu mise NS-31...

Nejtemnější doba Sudet. Mrtvé pohřbívali jen tak po lesích

V dalším dílu našeho seriálu o konci druhé světové války v Sudetech se díky rozsáhlé badatelské práci dozvíme o skutečnostech, které se podařilo odkrýt teprve nedávno. Jde o velmi temnou kapitolu...

Před jeepem tu byla fena. Uvezla pět vojáků a poznala bláto i písek

Vzácné a netradiční vozidlo pro motorizovaný přesun pěchoty, které najdete i ve znělce našeho seriálu Poklady z depozitáře, určitě stojí za zmínku. Tříkolka je dílem belgické zbrojovky FN, nicméně...

Filozofové předpověděli, kterak zlé myslící stroje ovládnou svět. Už zase

Posledních několik dnů se hodně mluví o prognóze AI 2027. Jde o jednasedmdesátistránkový dokument, mapující možný vývoj velkých jazykových modelů v blízké budoucnosti. V tomto článku shrneme jeho...

18. dubna 2025  15:58

Výzkum 14 153 443 projevů v americkém Kongresu: zákonodárci opouštějí fakta

Zástupci amerických občanů se ve svých řečech přestávají odkazovat na ověřitelné skutečnosti. Nahrazují je intuicí a osobními dojmy. Pokles začal už v sedmdesátých letech minulého století. Současný...

18. dubna 2025  10:02,  aktualizováno  10:02

Viděl padat své nejoblíbenější letadlo. Na letištích natáčí skoro třicet let

Jeho zájem o letectví se zrodil na vyhlídkové terase pražského ruzyňského letiště, kam jej někdy v roce 1985 vzal tatínek. Letecký kameraman Jan Jánský vytvořil za téměř třicet let videoarchiv,...

18. dubna 2025

Vzdálená planeta má známky života, hlásí vědci. Je tu však několik „ale“

Vesmírný teleskop Jamese Webba přinesl podle skupiny vědců z Cambridgeské univerzity zajímavý objev na 124 světelných let vzdálené planetě K2-18b. V atmosféře této planety totiž odhalili molekuly...

17. dubna 2025  12:57

Bulharsko zažilo před 100 lety nejbrutálnější teroristický útok v dějinách

V polovině dubna 1925 se v bulharské Sofii odehrál nejhorší teroristický útok v dějinách země. Konečná bilance: 213 mrtvých a 500 zraněných. Bombový útok měli na svědomí místní komunisté, spekulovalo...

17. dubna 2025  10:30

Apple připravuje systém, který má změnit to, jak využíváte jeho iPady

Za necelé dva měsíce by měla společnost Apple představit novou generaci operačního systému pro své tablety. A mohla by to být změna, která konečně přinese větší využití potenciálu, který toto...

17. dubna 2025

USAF nakupuje pancéřované „Turbočmeláky“. Jeden kus vyjde na 880 milionů

Americké letectvo si převzalo první exemplář turbovrtulového letadla Skyraider II. Vzhledem vzdáleně připomíná československého Turbočmeláka. Není divu. Vznikl úpravou civilního letounu používaného...

17. dubna 2025,  aktualizováno  12:05

Spotify postupně nabíhá po masivnímu výpadku po celém světě

Pokud vám dnes hudební služba Spotify nefunguje, nejste sami. Uživatelé z celého světa hlásí výpadky této nejrozšířenější cloudové hudební platformy.

16. dubna 2025  15:54,  aktualizováno  16:46

„Ségro, nežer mě,“ pavouci mají podivné skrupule vůči pojídání sourozenců

Pokoutníci nálevkovití se zdráhají žrát své bratry a sestry. Chovají se tak ale jen, když vyrůstají v kolektivu. Jedináčci si na nich klidně smlsnou.

16. dubna 2025  15:02,  aktualizováno  15:02

OpenAI buduje sociální síť. Když bude úspěšná, může být zdrojem dat pro AI

OpenAI před dvěma a půl lety nastartovala současný boom generativní umělé inteligence. Nyní podle portálu The Verge pokukuje po možnosti vytvořit vlastní sociální síť. Může se jí hodit, když bude...

16. dubna 2025  10:22

Chystáte výbavičku nebo sháníte hračky? FOR KIDS vám usnadní výběr
Chystáte výbavičku nebo sháníte hračky? FOR KIDS vám usnadní výběr

Letňanský veletrh, zaměřený na budoucí maminky a rodiny s dětmi, přivítá v půlce dubna oblíbené vystavovatele a zároveň představí zcela nové značky...

Co udělá s tělem těhotenství? Kosti a játra se vzpamatovávají i déle než rok

Ani rok nestačí na to, aby se organismus matky vrátil po porodu do stavu, v jakém byl před otěhotněním. Nejpomaleji se vzpamatovávají po enormní zátěži kosti a játra. Dlouho „dohořívají“ v organismu...

16. dubna 2025

Velká francouzská železniční revoluce měla barvu oranžovou

Ikonické TGV první generace, kterým na kráse přidávaly decentní hrany, začínaly v barvě oranžové. Připomeňme si tento povedený vytříbený design na fotografiích. Podíváme se mimo jiné i na první...

16. dubna 2025