O echipă de cercetători de la Universitatea KAUST din Arabia Saudită a demonstrat fezabilitatea unui sistem de răcire fără electricitate, capabil să scadă drastic temperaturile ambientale folosind exclusiv sare și energie solară.
Aparatele de aer condiționat au devenit un element indispensabil în viețile multora dintre noi, dar ce ați spune dacă ați putea să vă răcoriți locuința fără să consumați nici măcar un singur watt de electricitate? Într-o eră în care temperaturile globale sunt într-o continuă creștere și nevoia de răcire a devenit o necesitate, o tehnologie de ultimă generație tocmai a transformat acest scenariu aparent imposibil în realitate.
Cercetătorii din Arabia Saudită au dezvoltat un sistem ingenios care funcționează folosind exclusiv sare și energie solară. Conform studiilor realizate de Universitatea de Știință și Tehnologie Regele Abdullah (KAUST), această inovație promite să reducă drastic dependența noastră de aerul condiționat tradițional, renumit pentru consumul său uriaș de energie. Denumit Nescod, acest concept de aer condiționat fără curent reprezintă o miză vitală pentru supraviețuirea climatică în zonele izolate, oferind o soluție reală pentru cele peste 700 de milioane de persoane care trăiesc off-grid (adică independent de rețeaua electrică publică).
Având în vedere că valurile de căldură devin din ce în ce mai frecvente și mai intense pe fondul schimbărilor climatice, căutarea unor soluții alternative de răcire a atins un punct critic. Acest lucru este valabil în special pentru zonele cu acces limitat la infrastructura energetică: peste 700 de milioane de oameni de pe glob trăiesc în prezent fără electricitate, transformând găsirea unor tehnologii de răcire accesibile și durabile într-o problemă de urgență maximă.
Răspunsul vine de la o echipă condusă de profesorul Peng Wang, care a dezvoltat un sistem botezat Nescod (acronimul pentru No electricity and sustainable cooling on demand – Răcire durabilă la cerere și fără electricitate). Spre deosebire de aparatele clasice de aer condiționat, Nescod funcționează complet „off-grid”, valorificând proprietățile chimice unice ale azotatului de amoniu pentru a genera răcire.
Cum funcționează Nescod: răcirea endotermică prin azotat de amoniu
La baza mecanismului Nescod stă azotatul de amoniu, un compus pe care îl întâlnim în mod obișnuit în compoziția îngrășămintelor agricole. Această substanță deține o capacitate remarcabilă: aceea de a absorbi masiv căldura atunci când este dizolvată în apă, printr-un proces chimic cunoscut sub numele de „dizolvare endotermică”. Potrivit cercetătorilor, pe măsură ce azotatul de amoniu se dizolvă, el atrage practic căldura din mediul înconjurător, ceea ce duce la o prăbușire semnificativă a temperaturii locale.
Nitratul de amoniu surclasează clar alte săruri la acest capitol. În cadrul experimentelor de laborator, cercetătorii au demonstrat că un simplu amestec de azotat de amoniu și apă a reușit să scadă temperatura de la un nivel de 25 °C la un glacial 3,6 °C în doar 20 de minute. Trebuie precizat, totuși, că rezultatele publicate în jurnalul științific Energy and Environmental Science reflectă un prototip demonstrativ („proof of concept”) capabil de o putere de răcire de până la 191 W/m², tehnologia nefiind încă un produs comercial disponibil publicului larg. Această performanță îl face de aproximativ patru ori mai eficient în absorbția căldurii comparativ cu alte săruri, precum clorura de amoniu.
În plus, azotatul de amoniu este extrem de ieftin, ușor de depozitat și disponibil la scară largă, profilându-se ca o opțiune perfect accesibilă pentru regiunile lumii unde energia electrică este un bun deficitar.
Un sistem de regenerare alimentat exclusiv solar
Una dintre cele mai inovatoare caracteristici ale acestei tehnologii, detaliată în cercetarea publicată în jurnalul Energy and Environmental Science, este ciclul său de regenerare în circuit închis. După ce azotatul de amoniu a absorbit căldura și s-a dizolvat, sistemul nu are nevoie de electricitate pentru a se reseta.
În schimb, energia solară intervine pentru a evapora apa. Această acțiune determină cristalizarea și regenerarea azotatului de amoniu, pregătindu-l pentru a fi utilizat din nou. Datorită acestui ciclu inteligent, sistemul poate fi reutilizat într-o buclă continuă, fără a solicita o sursă externă de curent.
Beneficiile ecologice ale acestui proces de regenerare solară sunt de-a dreptul impresionante. Pe măsură ce apa din amestec se evapora, ea poate fi colectată printr-un proces de distilare solară. Acest lucru garantează că nicio picătură de apă nu este irosită, transformând complet modul în care ar trebui să privim aerul condiționat în viitor.
O soluție vitală pentru nevoile globale de răcire
Cererea globală pentru tehnologii de răcire crește într-un ritm accelerat. Așa cum se arată într-un raport al Agenției Internaționale pentru Energie (AIE), aerul condiționat este deja responsabil pentru aproximativ 10% din consumul global de energie electrică, iar acest procent este de așteptat să urce vertiginos în următorii ani. Într-o țară precum Arabia Saudită, unde o cotă uriașă din producția de electricitate este înghițită de aerul condiționat pe timpul verii, implementarea pe scară largă a sistemului Nescod ar putea contribui decisiv la reducerea consumului energetic și a emisiilor de carbon.
Dincolo de economiile de energie, această nouă tehnologie se dovedește a fi deosebit de utilă pentru persoanele care înfruntă climate caniculare fără acces la electricitate. Nescod are potențialul de a îmbunătăți radical calitatea vieții în zonele care nu dispun de o rețea de energie fiabilă. Tehnologia ar putea fi implementată într-o multitudine de moduri vitale: de la răcirea clădirilor, până la conservarea sigură a alimentelor și depozitarea produselor sensibile la fluctuațiile de temperatură.
Poate înlocui Nescod un aparat de aer condiționat clasic?
Dacă ar fi extins și produs la scară largă, acest sistem inovator ar putea transforma definiv modul în care gestionăm stresul termic, în special în acele regiuni vulnerabile unde atât energia, cât și apa sunt resurse intens limitate.
Până la scalarea industrială a acestor prototipuri, eforturile echipei KAUST demonstrează că un sistem de răcire fără electricitate viabil nu este o utopie, ci următorul pas necesar în adaptarea globală la schimbările climatice.
Ultimele din Știință
Praful ridicat de impactul de la Chicxulub ar fi putut grăbi extincția dinozaurilor
Oamenii trăiesc mai mult, dar petrec tot mai mulți ani în stare de sănătate precară
O singură ședință de saună crește temporar numărul celulelor imune, sugerează un studiu finlandez
Apa carbogazoasă scade pH-ul oral mai puțin decât băuturile răcoritoare cu zahăr, arată un studiu
Visele nu sunt întâmplătoare. Creierul pare să rescrie realitatea în somn, arată un studiu pe 3.700 de relatări
