Гонконгские разработчики повышают эластокалорическую эффективность

Исследователи из Гонконга утверждают, что разработали устройство для эластокалорического охлаждения, способное достичь рекордного повышения температуры на 75К.

Твердотельное эластокалорическое охлаждение, основанное на выделении скрытого тепла при циклическом фазовом переходе сплавов с памятью формы (SMAs), может стать экологически чистой альтернативой традиционной технологии охлаждения с компрессией пара. Однако относительно небольшое повышение температуры между 20 К и 50 К, которое является критическим показателем производительности охлаждающего устройства для передачи тепла от низкотемпературного источника к высокотемпературному радиатору, препятствовало коммерциализации этой новой технологии.

Исследователи Инженерной школы Гонконгского университета науки и технологий (HKUST) разработали многослойное каскадное эластокалорическое охлаждающее устройство, изготовленное из сплавов никель-титан (NiTi) с памятью формы, повышающее эффективность более чем на 48%.

Исследовательская группа под руководством профессора Сунь Цинпина и профессора Яо Шухуая из департамента машиностроения и аэрокосмической инженерии выбрала три сплава NiTi с различными температурами фазового перехода для работы на холодном конце, промежуточном участке и горячем конце соответственно.

Благодаря согласованию рабочих температур каждого устройства с соответствующими температурами фазовых переходов температурный диапазон сверхупругости всего устройства был расширен до более чем 100 К, и каждое устройство NiTi работало в своем оптимальном температурном диапазоне, что значительно повысило эффективность охлаждения.

Встроенное устройство каскадного эластокалорического охлаждения из нескольких материалов достигло подъема температуры со стороны воды на 75 К, превысив предыдущий мировой рекорд в 50,6 К.

Теперь исследовательская группа планирует дальнейшую разработку высокоэффективных сплавов с памятью формы и устройств для низкокалорийного охлаждения и высокотемпературных тепловых насосов.