Notícia

Tecnologia eletrônica pode reduzir emissões de carbono em geladeiras e condicionadores de ar

Fonte

Universidade de Cambridge

Data

quinta-feira, 10 outubro 2019 13:10

Áreas

Qualidade do Ar. Tecnologias. Sustentabilidade.

Uma substituição promissora dos gases de efeito estufa tóxicos e inflamáveis usados na maioria dos refrigeradores e condicionadores de ar foi identificada por pesquisadores da Universidade de Cambridge, no Reino Unido. O dispositivo é baseado em camadas de um material composto por oxigênio e três elementos metálicos conhecidos como PST, e proporciona efeito eletrocalórico – mudança de temperatura quando um campo elétrico é aplicado – suficiente para aplicações de refrigeração. Os resultados, relatados na revista científica Nature, podem ser usados ​​no desenvolvimento de geladeiras e condicionadores de ar de estado sólido altamente eficientes, sem a necessidade de ímãs volumosos e com alto custo da refrigeração magnética.

“Quando enfrentamos um desafio tão grande quanto a mudança climática e a redução das emissões de carbono para zero, tendemos a nos concentrar em como geramos energia – e com razão – mas é fundamental que também analisemos o consumo de energia”, explicou o Dr. Xavier Moya, do Departamento de Ciência dos Materiais e Metalurgia da Universidade de Cambridge.

Atualmente, a refrigeração e o ar condicionado consomem um quinto de toda a energia produzida em todo o mundo e, à medida que as temperaturas globais continuam a subir, a demanda só vai continuar aumentando. Além disso, os gases atualmente utilizados na grande maioria dos refrigeradores e condicionadores de ar são gases de efeito estufa tóxicos e altamente inflamáveis, que só aumentam o problema do aquecimento global quando vazam no ar.

Os pesquisadores estão tentando melhorar a tecnologia de refrigeração substituindo esses gases por materiais magnéticos sólidos, como o gadolínio – a chamada refrigeração magnética. No entanto, o desempenho dos dispositivos protótipos foi limitado até o momento, pois as mudanças térmicas são impulsionadas por campos magnéticos limitados dos ímãs permanentes.

Em pesquisa publicada no início deste ano, a mesma equipe liderada por Cambridge identificou um sólido barato e amplamente disponível que poderia competir com os refrigerantes convencionais quando colocado sob pressão. No entanto, o desenvolvimento deste material para aplicações de refrigeração envolverá muitos novos trabalhos de design, que a equipe de Cambridge está realizando.

No trabalho atual, as mudanças térmicas são dirigidas pela tensão elétrica. “Usar tensão elétrica em vez de pressão para impulsionar o resfriamento é mais simples do ponto de vista de engenharia e permite que os princípios de projeto existentes sejam reaproveitados sem a necessidade de ímãs”, disse o Dr. Moya. Os pesquisadores de Cambridge, trabalhando com colegas da Costa Rica e do Japão, usaram camadas de PST de alta qualidade com eletrodos metálicos imprensados ​​no meio. Isso tornou o PST capaz de suportar tensões muito maiores e produzir um resfriamento muito melhor em uma faixa muito maior de temperaturas.

“Substituir o coração dos protótipos de frigoríficos magnéticos por um material com melhor desempenho e que não exija ímãs permanentes pode representar uma mudança de jogo para os que estão atualmente tentando melhorar a tecnologia de resfriamento”, disse o professor Dr. Neil Mathur, co-autor do trabalho.

No futuro, a equipe usará microscopia de alta resolução para examinar a microestrutura PST e otimizar ainda mais a fim de aplicar tensões elétricas ainda maiores.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade de Cambridge (em inglês).

Fonte: Sarah Collins, Universidade de Cambridge. Imagem: Freepik.