Bij alles wat ingenieurs voor ons bedacht hebben zitten altijd wel wat losse draden (waar ze dan weer een ‘oplossing’ voor bedenken, enzovoort). Koelen door  samenpressen en uitzetten (adiabatische expansie)  van een gas lijkt prima te werken, maar die koelvloeistoffen zijn vaak niet van die prettige verbindingen. zoals de problemen met chloorfluorkoolwaterstoffen (cfk’s) voor de ozonlaag aantoonde. Nu denken onderzoekers een ‘groen(er?)’ alternatief te hebben, zonder koelvloeistoffen.
In de winter wordt er zout gestrooid. Zout zorgt ervoor dat het vriespunt van water zo’n 9°C daalt. Daar hebben de onderzoekers van het Berkeleylab hun inspiratie vandaan. Dat schijnt ionocalorische koeling te worden genoemd. Daar wordt gebruik gemaakt van hoe de warmte wordt opgeslagen en vrijkomt bij faseovergangen, overigens net zoals bij koelmiddelen. Bij de huidige koelkasten is dat de gas/vloeistof/gas-overgang. Bij deze techniek vloeibaar/vast/vloeibaar. Zo’n faseovergang is dus het dooien van het ijs of het opvriezen van water. De ionen in dit verhaal komen van het zout.
Volgens het persbericht wordt meer dan de helft van het energieverbruik in huishoudens opgesoupeerd door verwarming en koeling. In het zoutwatersysteem zouden die koelvloeistoffen niet langer nodig zijn. Nu worden als koelmiddelen nog, onder meer waterfluorkoolwaterstoffen (hfk’s) gebruikt of propaan, maar hfk’s zijn broeikasgassen en daar moeten we (dus) van af. Zo hobbelen we van de een foute oplossing in de volgende.

Er worden verschillende calorische koelsystemen ontwikkeld die werken met, onder meer, magnetisme, elektrische velden en druk om warmte in een vaste stof op te slaan of die vrij te maken. De techniek waar de onderzoekers aan werken gebruikt (dus weer) de vaste en vloeibare fase. Vloeistof heeft het voordeel boven vaste stof dat die te verpompen is, waardoor het makkelijker wordt warmte uit het systeem te krijgen. Dat is met vastestofsystemen nog niet zo eenvoudig.

Gelijk of beter

De onderzoekers rond Ravi Prasher berekenden dat hun systeem in principe zou kunnen concurreren en zelfs beter werken dan de huidige koelsystemen. Ze hebben het gedachte systeem ook gedemonstreerd met diverse vriespuntverlagers (buiten zout).
“Er zijn mogelijkheden voor koelsystemen die de aarde niet opwarmen”, zegt medeonderzoeker Drew Lilley. “Dit systeem heeft zelfs een ontkolende werking als we ethyleencarbonaat gebruiken. Dat maak je uitgaande van kooldioxide.” Of ethyleencarbonaat (officiële naam 1,3 dioxylaan-2-on) nou zo’n lekkere stof is….

Als het ijs smelt bij zo’n -9°C neemt het warmte uit de omgeving op. Als het water bevriest komt die warmte weer vrij. Het bleek in een demonstratiemodel mogelijk de temperatuur 25°C te veranderen bij een spanning van slechts 1 V, meer dan met andere calorische systemen mogelijk is.
Prasher: “We proberen een evenwicht te vinden tussen drie dingen: het broeikaseffect van het koelmiddel, het rendement en de prijs van het apparaat. De uitkomst van onze eerste proef ziet er gunstig uit op al die drie punten.”
De systemen koelen maar kunnen ook uiteraard ook verwarmen. Een koelkast is eigenlijk gewoon een warmtepomp, maar met die warmte wordt niks gedaan. De onderzoekers denken dat hun systeem zelfs geschikt zou zijn voor industriële verwarmingsdoeleinden. Prasher: “Het werkt. Nu moeten we de verschillende combinaties van materialen en technieken gaan testen.” Ik (=as) denk dan meteen weer: had dat eerst gedaan voor je een onaf werkstuk naar een tijdschrift stuurt.

Bron: Science Daily