Twee teams die onafhankelijk van elkaar werken, hebben ontwerpen gedemonstreerd voor elektrocalorische koeling die de temperatuur onder een elektrisch veld kan veranderen. Beide groepen gebruikten loodscandiumtantalaatcondensatoren in hun systemen, maar ze verschilden enigszins in de manier waarop ze werden gebruikt. De eerste groep, met leden van PARC in de VS en Murata Manufacturing Co., in Japan toonde aan dat elektrocalorische koeling kan worden gedaan met alleen vaste materialen. De tweede groep, met leden van het Luxembourg Institute of Science and Technology en Murata Manufacturing Co. in Japan gebruikten vloeistoffen voor warmteoverdracht. Beide teams hebben verslagen van hun werk en bevindingen gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap .

De huidige airconditioningsystemen koelen de binnenlucht door warmte af te geven aan de buitenlucht. Dit doen ze door gebruik te maken van systemen die gebaseerd zijn op het afwisselend comprimeren en expanderen van een vloeistof. Helaas, de vloeistoffen in dergelijke systemen sijpelen langzaam naar buiten en verdampen in de lucht, waar ze verdampen als broeikasgassen, bijdragen aan de opwarming van de aarde. Wetenschappers zoeken daarom naar alternatieve, schone manieren om warmte over te dragen. Een veelbelovende benadering is het gebruik van calorische materialen. In plaats van compressie en expansie van vloeistoffen te gebruiken, ze verhogen en verlagen de entropie van een materiaal via elasticiteit of elektrische of magnetische eigenschappen. In beide nieuwe pogingen, de onderzoekers gebruikten elektriciteit om warmte over te dragen door de entropie van elektrocalorische keramische materialen te manipuleren.

Het eerste team gebruikte meerlaagse keramische condensatoren gemaakt van loodscandiumtantaliet. Om een ​​koeleenheid te maken, ze plaatsten een rij condensatoren bovenop een andere rij van hetzelfde type en hielden ze op hun plaats met geïsoleerde koperen rails. De bovenste rij condensatoren had aan beide uiteinden aluminium koellichamen. Om warmte te verplaatsen, een actuator duwde de bovenste laag condensatoren heen en weer over de onderste laag. Het tweede team gebruikte een bijna identieke opstelling, maar duwde een diëlektrische vloeistof heen en weer door de condensatoren in plaats van de ene rij over de andere te schuiven. Beide teams beweren dat het knutselen aan hun ontwerpen zou moeten leiden tot een efficiëntie van warmtepompen die gelijk is aan of beter is dan de systemen die momenteel in gebruik zijn.

© 2020 Wetenschap X Netwerk