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Di Nancy Grund 07 giugno 2023

L’aria condizionata, la refrigerazione e altre tecnologie di raffreddamento rappresentano oltre il 20% del consumo energetico globale odierno, mentre i refrigeranti che utilizzano hanno un potenziale di riscaldamento globale migliaia di volte maggiore dell’anidride carbonica. In un recente studio sulla rivista Science, un team guidato dal professore di scienza e ingegneria dei materiali Ichiro Takeuchi e dai professori di ingegneria meccanica Reinhard Radermacher e Yunho Hwang ha introdotto un sistema di raffreddamento elastocalorico ad alte prestazioni che potrebbe rappresentare la prossima generazione di dispositivi di raffreddamento.

Takeuchi la definisce "una tecnologia di raffreddamento completamente diversa, completamente ecologica e rispettosa dell'ambiente, che bypassa i refrigeranti chimici per fare affidamento essenzialmente sulla spinta e la trazione di pezzi di metallo per creare il raffreddamento". I materiali calorici, inclusi i materiali magnetocalorici, elettrocalorici ed elastocalorici, possono subire transizione e rilascio di fase e assorbire calore in seguito all'applicazione di vari campi e forze meccaniche. La caratteristica principale è la compressione e il rilascio di tubi in nichel-titanio (NiTi) resistenti alla fatica configurati in un'architettura versatile e multimodale di scambio di calore.

"Più di dieci anni fa, giocavamo semplicemente con un filo NiTi", ha detto Takeuchi. "Allungandolo, si poteva ottenere un sostanziale effetto di raffreddamento che si poteva sentire con la mano. È stato allora che abbiamo iniziato a pensare di applicare il concetto a un dispositivo di raffreddamento." Il lavoro successivo del laboratorio è stato finanziato dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti per più di un decennio.

Il team afferma che è possibile migliorare le prestazioni del proprio sistema abbastanza da rendere la tecnologia commercialmente valida entro diversi anni. Un prototipo attuale può produrre 200 watt di capacità di raffreddamento, sufficienti per alimentare un frigorifero per vino compatto, con piani di espansione verso unità per finestre, sistemi di raffreddamento per tutta la casa e, infine, sistemi HVAC commerciali.