Mrożenie bez emisji CO2 – przełom naukowy

Globalny rynek systemów chłodzenia stoi u progu technologicznej rewolucji. Naukowcy z Hong Kong University of Science and Technology opracowali pierwsze na świecie urządzenie mrożące oparte na technologii stałej. To innowacyjne rozwiązanie pozwala osiągać temperatury poniżej zera bez szkodliwych czynników chłodniczych. W rezultacie nowoczesne mrożenie staje się bezpieczne dla atmosfery.

Współczesne systemy opierają się głównie na kompresji pary. Wykorzystują one gazy o bardzo wysokim potencjale cieplarnianym. Stanowi to ogromne obciążenie dla środowiska naturalnego. Szacuje się, że emisje HFC przekroczą 1,2 gigatony rocznie już w 2025 roku. Dlatego opracowane przez zespół prof. Sun Qingpinga nowe mrożenie elastokaloryczne stanowi kluczowy krok w stronę dekarbonizacji sektora.

Technologia oparta na pamięci kształtu

Sercem urządzenia jest zjawisko elastokaloryczne. Wykorzystuje ono specjalne stopy metali z pamięcią kształtu (NiTi). Metale te wydzielają lub pochłaniają ciepło podczas mechanicznych deformacji. Dzięki temu procesowi chłodzenie odbywa się bez tradycyjnych gazów cieplarnianych. Jest to rozwiązanie w pełni ekologiczne i cechuje się wysoką efektywnością energetyczną.

Przełom polega na przesunięciu granicy wydajności tej metody do sfery temperatur ujemnych. Do tej pory systemy te sprawdzały się jedynie w klimatyzacji pomieszczeń. Naukowcom udało się jednak stworzyć prototyp, który stabilnie obniża temperaturę do -12 stopni Celsjusza. Takie mrożenie otwiera drogę do komercyjnego wykorzystania technologii w przemyśle spożywczym oraz farmaceutycznym.

Innowacyjna konstrukcja i wydajność

Sukces badaczy wynika z połączenia trzech innowacyjnych elementów. Po pierwsze zastosowano unikalny stop niklu i tytanu o wysokiej zawartości niklu. Zachowuje on swoje właściwości super-elastyczne nawet przy -20 stopniach Celsjusza. Pozwala to na uzyskanie adiabaticznej zmiany temperatury o ponad 16 stopni.

Po drugie system wykorzystuje specjalny płyn na bazie chlorku wapnia. Dzięki niskiej temperaturze zamarzania płyn ten zapewnia wydajną wymianę termiczną wewnątrz układu. Całość uzupełnia kaskadowa struktura ośmiu jednostek rurkowych. Wytrzymuje ona ogromne naprężenia rzędu 900 MPa bez ryzyka uszkodzenia konstrukcji. To sprawia, że mechaniczne mrożenie staje się rozwiązaniem trwałym i niezawodnym.

Potencjał rynkowy i testy terenowe

Wdrożenie tej technologii przyniesie wymierne korzyści ekonomiczne. Urządzenie osiąga współczynnik wydajności COP na poziomie 3,4. Dane wskazują, że samo mrożenie odpowiada za 27% emisji w branży chłodniczej. Powszechne zastosowanie nowej metody mogłoby zredukować globalną emisję o około 330 milionów ton ekwiwalentu CO2 rocznie.

Obecnie badacze testują system w warunkach rzeczywistych. Urządzenie o wymiarach 1,0 × 0,5 × 0,5 m zdołało zamrozić wodę w ciągu dwóch godzin podczas testów zewnętrznych. Potwierdza to, że nowoczesne mrożenie jest gotowe do wyjścia z laboratoriów. Znajdzie ono zastosowanie w logistyce oraz handlu detalicznym na całym świecie.

Przyszłość naszych domów i planety

Zaostrzające się przepisy ekologiczne sprawiają, że świat pilnie potrzebuje nowych rozwiązań. Dlatego zeroemisyjne systemy przestają być tylko ciekawostką, a stają się realną alternatywą dla tradycyjnych urządzeń. Technologia elastokaloryczna udowadnia, że dbanie o żywność może iść w parze z troską o czyste powietrze. Co więcej, nowoczesne rozwiązania tego typu zużywają mniej energii, co w przyszłości może przełożyć się na niższe rachunki za prąd.

Obecnie naukowcy pracują nad tym, aby ta technologia była tańsza i bardziej dostępna dla każdego. Zrozumienie, jak wielki potencjał drzemie w nowych stopach metali, pozwala nam z optymizmem patrzeć w przyszłość. Innowacyjne mrożenie ma szansę stać się nowym standardem, który zmieni nasze kuchnie i sklepy. Dzięki takim odkryciom walka ze zmianami klimatu staje się łatwiejsza, a my możemy korzystać z nowoczesnych technologii bez wyrzutów sumienia.

Przeczytaj także: UOKiK i sztuczna inteligencja: Walka z dark patterns

Opracowanie na podstawie: techxplore.com

Last Updated on 18 marca, 2026 by Karolina Bandulet