Como muchos descubrimientos científicos, la observación de personas arrojando sal en calles y caminos cubiertos de nieve para evitar la formación de capas de hielo llevó a algunos investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, en Estados Unidos, a una intuición. Trabajando con este concepto de cambio de temperatura causado por iones de sal, desarrollaron una nueva técnica: «refrigeración ionocalórica».
El método se basa en la forma en que la energía, es decir, el calor, se almacena o libera cada vez que un determinado material cambia de fase, como por ejemplo en el caso del hielo que se transforma en agua líquida. En esta fusión lo que ocurre es una absorción de calor del entorno.. El proceso inverso, la solidificación, libera calor.
Mientras que usar el ciclo ionocalórico para derretir hielo usando partículas cargadas eléctricamente (iones) es relativamente sencillo, el escenario para los refrigerantes es más complejo, según el primer autor del estudio, el Dr. ingeniero mecánico Drew Lilley del Laboratorio de Berkeley. «Nadie ha logrado desarrollar una solución que enfría las cosastrabaje de manera eficiente, sea seguro y no dañe el medio ambiente”, dice.
¿Cómo funciona el enfriamiento ionocalórico?
Los investigadores de nuestro laboratorio han desarrollado un nuevo tipo de método de calentamiento y enfriamiento, que esperan que algún día ayude a eliminar gradualmente los refrigerantes que contribuyen al calentamiento global. #Cambio climático #EnfriamientoIonocalóricohttps://t.co/Enx1hrOdbj@BerkeleyLabETA @ENERGÍA @doesciencia pic.twitter.com/XLRo0q4pqA
— Laboratorio de Berkeley (@BerkeleyLab) 11 de enero de 2023
Asumiendo que las estrategias de enfriamiento en estado sólido o líquido dependen de los efectos calóricos generados por el cambio de fase de los materiales, los autores del estudio concluyeron que iones en una solución Se puede utilizar para controlar tanto la fusión como la cristalización.
Este ciclo, denominado ciclo ionocalórico, junto con el ciclo termodinámico que le sigue, puede constituir una nueva tecnología calórica de enfriamiento en fase totalmente condensada. Esto eliminaría los actuales sistemas de «compresión de vapor»que utilizan gases refrigerantes (hidrofluorocarbonos) con un alto potencial de contribuir al calentamiento global.
Para probar sus hipótesis, los investigadores realizaron una demostración experimental, utilizando una sal a base de yodo y sodio con un disolvente utilizado en las baterías de iones de litio, el carbonato de etileno. Esta primera experiencia obtenida un cambio de temperatura de 25°C utilizando menos de 1 voltio. Los autores obtuvieron una patente provisional para la tecnología del ciclo de refrigeración ionocalórica y comenzaron una nueva fase de pruebas.
ARTÍCULO – La ciencia – DOI: 10.1126/ciencia.ade1696.