Ученые создали экономичный рефрижератор, работающий на принципе магнитного охлаждения; прибор может охлаждать материалы до минус 20,5 градусов Цельсия, при этом в его системах вместо фреона и других «парниковых» газов циркулирует вода, что делает технологию экологически безопасной, сообщает информационный портал ScienceNordic.
«Мы существенно повысили энергетическую эффективность давно известного принципа, так что магнитный холодильник, сделанный по нашей технологии, затрачивает в два раза меньше энергии, чем обычный», — сказал руководитель разработок, сотрудник факультета энергетической конверсии Технического университета Дании (DTU) Кристиан Бал (Christian Bahl), чьи слова приводятся в сообщении.
В обычных рефрижераторах процесс охлаждения происходит за счет использования сжатого газа — хладагента (это может быть аммиак, фреоны или некоторые углеводороды). Циркулируя в системе, он переходит из жидкого, «холодного», состояния в газообразное — «горячее». Проходя по трубкам внутри камеры холодильника, газ принимает тепло, забранное из нее испарителем, затем попадает в конденсатор, в котором остывает, отдавая тепло в окружающую среду вне холодильника.
Чтобы работала технология магнитного охлаждения, нужен сильный магнит и намагничиваемое вещество. Попеременное, «мигающее» (четыре раза в секунду) включение и выключение магнитного поля позволяет «подчинить» изменения температуры намагничиваемого вещества и значительно охладить его.
В основе технологии — применение так называемого магнитокалорического эффекта (МКЭ) — способности любого магнитного материала перераспределять внутреннюю энергию и изменять температуру. Этот эффект был открыт в 1881 году немецким ученым Эмилем Варбургом, применять его для охлаждения предложили американские ученые в 1933 году, однако, тогда считалось, что мощность магнитных рефрижераторов и рабочий интервал температур слишком малы для промышленных применений. Вместе с тем, магнитные холодильники компактнее компрессионных и, по предварительным оценкам, приносят меньше вреда окружающей среде.
Технология, созданная датскими специалистами, получила название MagCool. Она оказалась энергетически «успешной» благодаря удачному выбору намагничиваемого материала — ученые применили гадолиний, который сильно проявляет магнитные свойства уже при комнатной температуре (для сравнения, некоторые металлы намагничиваются при температуре около 100 градусов). Гадолиний (Gd) — химический элемент с атомным номером 64. Цены на чистый гадолиний на рынке металлов в 2012 году составили до 200 долларов за килограмм.
«Мы планируем доработать технологию, чтобы она получила промышленное применение… Скорее всего, уже через три-четыре года магнитные холодильники можно будет купить», — сказала руководитель проекта MagCool Нини Придс (Nini Pryds), чьи слова приведены в сообщении.
