پژوهشگران MIT به روشی مؤثر برای ساخت یخچال بدون برق دست یافتند - وبلاگ تورهای استانبول

به گزارش وبلاگ تورهای استانبول، محققان مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) فناوری مورد استفاده برای خنک سازی غیرفعال یا ساخت یخچال بدون برق را به سطحی تازه ارتقا دادند.

طبق نتایجی که در نشریه سل ریپورتز فیزیکال ساینس (Cell Reports Physical Science) منتشر شده است، ژنگمائو لو (Zhengmao Lu) پژوهشگر پسادکترای ام آی تی و همکارانش در آزمایش های خود به خنک سازی غیرفعال تا 19 درجه فارنهایت (9.3 درجه سانتی گراد) دست یافتند.

سیستم پیشرفته به وسیله این تیم، دو فناوری موجود در زمینه خنک نماینده غیرفعال جداگانه را با هم ترکیب می نماید و با افزودن عایق حرارتی خنک سازی قابل توجهی را فراهم می نماید، که قبلا محقق نشده بود.

این سیستم نه تنها احتیاج به حفر چاله زیر زمین برای ساخت یخچال بدون برق را از بین می برد، بلکه تنها تعمیرونگهداری مورد احتیاج آن، اضافه کردن آب است که حتی دفعات تکرار آن بستگی به رطوبت منطقه دارد.

روش کار

محققان آزمایش این فناوری را در پشت بام ساختمانی در MIT با جعبه هایی به عرض 10 سانتی متر، که بسیار شبیه یک پنل خورشیدی هستند، پیش بردند.

دستگاه های پیشرفته، از سه لایه ماده تشکیل شده اند که نقش دوگانه خنک سازی آب و بعلاوه عبور گرما را انجام می دهند. لایه بالایی از هواژل (Aerogel) ساختاری اسفنج-مانند بر پایه پلی اتیلن با هوای محصور در حفره ها، ساخته شده است. اگرچه طبیعت این ماده عایق است، اما اجازه می دهد تا بخار آب و پرتو فروسرخ از آن عبور نمایند.

زیر آیروژل، لایه ای از هیدروژل (Hydrogel) یا آب ژل وجود دارد که ماده ای اسفنج-مانند با حفره های پر شده از آب است. در نهایت، یک لایه آینه-مانند تمام نور ورودی را به دیگر اجزای دستگاه بازتاب می دهد تا به جای محتویات جعبه ذخیره سازی، آن ها گرم شوند.

هنگامی که آب موجود در هیدروژل گرم می گردد، به بخار آب تبدیل می گردد، به سمت بالا حرکت می نماید و مقداری از گرما را با خود جابه جا می نماید. بخار بعلاوه می تواند از میان هواژل بگذرد و از سویی انتشار پرتو فروسرخ هم به عنوان خنک نماینده تابشی، مقداری از گرمای دستگاه را مستقیما به هوا منتقل می نماید.

به گفته پژوهشگران خنک سازی صورت گرفته در این روش می تواند برای نگهداری مواد غذایی به مدت 40 درصد طولانی تر از شرایط رطوبتی و سه برابر بیشتر نسبت به شرایط خشک، استفاده گردد.

مانعی برای تجاری سازی

از این فناوری بعلاوه می توان برای خنک سازی کمپرسورهای تهویه مطبوع و کاهش باری که تحمل می نمایند، استفاده کرد. این کار بازدهی تهویه مطبوع را افزایش می دهد و منجر به صرفه جویی در مصرف انرژی هم می گردد. با این حال، پیش از اینکه این فناوری بتواند به صورت تجاری فراوری گردد، یک مانع بزرگ وجود دارد.

کوشش های قبلی برای استفاده از خنک نماینده غیرفعال، به این علت به موفقیت اندکی دست یافته اند که مواد تبخیری مورد استفاده در آن ها زیر نور خورشید گرم می شوند و نمی توانند خنک نمایندگی کافی داشته باشند. اما برای بازدهی بهتر این آزمایش، هواژل مورد استفاده به وسیله تیم MIT توسعه داده شد که فرآیند فراوری گران قیمتی دارد.

حلال های استفاده شده در ساخت هواژل باید به آرامی و بدون آسیب رساندن به ساختار آن حذف شوند. این فرآیند با تجهیزات مخصوصی خشک کردن نقطه بحرانی (CPD) ممکن است و هزینه ها را افزایش می دهد.

به همین علت محققان اکنون مشغول شناسایی روش های مقرون به صرفه قیمت مانند خشک کردن انجمادی یا استفاده از مواد جایگزین هستند تا بدون احتیاج به CPD، هزینه ها را کاهش دهند.

عکس کاور: خنک سازی غیرفعال در دانشگاه ام آی تی

Credit: MIT

منبع: Interesting Engineering