Сегодня 09 ноября 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Учёные придумали, как массово выпускать твердотельные холодильники — компрессоры отправят на пенсию

Традиционные парокомпрессионные холодильники уже не вписываются в энергетический баланс планеты — они потребляют много энергии и используют разрушающие окружающую среду хладагенты. Им на смену обещают прийти твердотельные холодильники, сочетающие энергоэффективность, безопасность и простоту.

 Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews

Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews

О прорыве в сфере твердотельных холодильных установок на основе эффекта эластокалорического охлаждения сообщили учёные из Гонконгского университета науки и технологий (The Hong Kong University of Science and Technology, HKUST). Ранее в этом году они дважды сообщали об успехах, постепенно продвигаясь от концепции к работающим устройствам. Новая работа посвящена самому важному этапу — организации недорогого и доступного производственного процесса надёжных твердотельных холодильных элементов, с чем до сегодняшнего дня были проблемы.

Напомним, эластокалорическое охлаждение — это явление, при котором тепло поглощается и выделяется в результате обратимого фазового перехода сплавов с памятью формы. В отличие от традиционных холодильных установок, использующих компрессор и циркулирующий хладагент, эта технология основана на механическом деформировании твёрдого материала. Деформация незначительно смещает кристаллическую решётку материала и ведёт к выделению или поглощению тепла при механическом воздействии на металл и его обратном самостоятельном «распрямлении».

 Источник изображений: HKUST

Источник изображений: HKUST

Этот эффект известен давно. Однако трудно было совместить долговременную механическую прочность твердотельного элемента с простотой его производства. Конструкция получалась либо недолговечной, либо крайне сложной и дорогой в изготовлении. Разработка учёных из Гонконга продемонстрировала способность выдерживать деформации в течение 100 млн циклов, что соответствует 10 годам непрерывной работы в штатных условиях. Изготовление элементов холодильного узла удалось наладить с помощью простой штамповки, что позволяет существенно снизить затраты.

Основная особенность конструкции твердотельного холодильного элемента — структура, вдохновлённая пчелиными сотами. Учёные предложили технологию штамповки и укладки: тонкие листы сплава NiTi с памятью формы сначала пробиваются в виде групп сот, а затем из них высекаются небольшие пластинки. После этого пластинки с сотоподобными отверстиями укладываются друг на друга, образуя трубчатую конструкцию.

Такая архитектура увеличивает площадь теплообмена, а зазоры между отдельными элементами не дают трещинам в одном из них распространяться вдоль всей конструкции. В отличие от традиционных цельных тонкостенных элементов, новая структура менее подвержена продольному разрушению и потере устойчивости при многократных механических нагрузках.

Метод штамповки позволяет выпускать до 100 пористых элементов в минуту — более чем в 100 раз быстрее, чем традиционная электроэрозионная резка проволочным электродом (WEDM). По оценке разработчиков, это снижает производственные затраты на 95 %. На основе новой конструкции исследователи собрали экспериментальный холодильный модуль длиной всего 30 мм, состоящий из 200 элементов NiTi. Прототип продемонстрировал максимальный температурный перепад 11,7 К (11,7 °C) и удельную производительность при охлаждении 3,85 Вт/г. Это можно сравнить с ситуацией, когда обычный 600-Вт холодильник охлаждает элемент массой около 150 г.

В заключение сделаем важную оговорку: учёные показали только охлаждающий элемент. Для его превращения в полноценный холодильник необходимо разработать систему регулирования подачи теплоносителя, точно согласованную с фазами перехода сплава из одного состояния в другое (собственный нагрев и поглощение тепла), а также механический привод для циклической деформации охлаждающего элемента. В простейшем случае это может быть, например, электрический двигатель с эксцентриком. На решение этих задач учёные обещают направить усилия в ходе дальнейших разработок.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про окружающая среда

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
NFS уже не та: в Steam открылось тестирование безумных гонок на офисных креслах Need for Seat 6 мин.
Спустя 15 лет Skyrim превратилась в MMO — стартовала открытая «бета» амбициозного мода Aurbis 2 ч.
Apple бросилась догонять OpenAI и Meta: Тернус требует превратить Siri в мощного ИИ-агента 2 ч.
Broadcom вспомнила о небольших компаниях и выпустила VMware vSphere Express с поддержкой до 128 ядер 5 ч.
Инсайдеры раскрыли планы Ubisoft на Assassin’s Creed про Древний Рим, а Codename Hexe придётся подождать 5 ч.
«Лаборатория Числитель» выпустила платформу «Штурвал ML/AI» для ML- и AI-нагрузок в Kubernetes 15 ч.
Роботов с ИИ оказалось легко обмануть: искажённая картинка заставляет их легко выполнять опасные команды 19 ч.
Тестирование шутера Fragmentary Order от создателя Escape from Tarkov стартует в декабре — раскрыты системные требования альфа-версии 08-11 00:52
Новая статья: Cairn — госпожа горных дорог. Рецензия 08-11 00:11
Новая статья: Gamesblender № 801: песчаная TES VI: Sentinel, новый шутер Джона Ромеро и Xbox в крокодиле 07-11 23:37
Учёные придумали, как массово выпускать твердотельные холодильники — компрессоры отправят на пенсию 21 мин.
Penguin Solutions представила модули DDR5-12800 MRDIMM для ИИ ЦОД 6 ч.
Авиасообщение в США, наконец, перестанет зависеть от дискет 13 ч.
Новая статья: Мастерская локальных ИИ: FLUX 3 Image Klein — рамки под контролем 15 ч.
Более сотни протестующих проникли на стройплощадку ЦОД Microsoft в Амстердаме 15 ч.
Nokia: к 2035 году на долю ИИ придётся почти половина мирового сетевого трафика 15 ч.
К европейской суперкомпьютерной программе EuroHPC JU присоединилась Канада 15 ч.
Huawei начала выпускать датчики изображения: 50-Мп матрица HiSilicon обнаружилась в серийной камере 21 ч.
«Хьюстон, у нас проблемы»: возвращение американцев на Луну в 2028 году может сорваться из-за забуксовавшего разработчика скафандров 08-11 14:07
Старые, неэкологичные авиадвигатели всё более востребованы для электропитания ИИ ЦОД в США 07-11 23:42