Koniec z wysokimi rachunkami za prąd i ogrzewanie? Naukowcy opracowali coś niesamowitego
Dzięki nowej technologii ogrzewanie i chłodzenie domu może być nawet 20-30 % mniej energochłonne niż w przypadku pompy ciepła. Jest ona nie tylko ekologiczna, ale może się okazać dużo tańsza. Czy odkrycie naukowców z uniwersytetu Saary jest przełomem w energetyce cieplnej?
Z tego artykułu dowiesz się:
Jak pamięć kształtu może ogrzać dom?
Nowy sposób na ogrzewanie opiera się na stopach zapamiętujących kształt. Przedmiotem eksperymentów był nitinol. Jest to stop niklu i tytanu, który potrafi zapamiętać kształt i wrócić do niego po odkształceniu. Ta dziwna właściwość jest nie tylko ciekawostką, ale ma wiele ciekawych zastosowań. Już teraz wykorzystuje się ją między innymi w medycynie, robotyce czy lotnictwie. Dzięki badaniom prowadzonym na uniwersytecie Saary ma szansę pomóc również w ogrzewaniu i ochładzaniu naszych mieszkań.
Technologia ta wykorzystuje efekt elastokaloryczny: rozciągany stop niklu i tytanu wytwarza w trakcie procesu ciepło. Kiedy wraca do dawnej długości pochłania je (czyli ochładza powietrze). Jest przy tym nawet pięć razy wydajniejszy niż pompa ciepła i zużywa mniej energii. Dodatkowo do sprawnej kontroli całego procesu można wykorzystać sztuczną inteligencję, co może ułatwić precyzyjne ustawianie pożądanej temperatury.
Dzięki prowadzonym przez naukowców testom wiemy, że ze stopu niklowo-tytanowego można tworzyć elementy grzewczo-chłodzące o dużej powierzchni. To pozwoliłoby zapewnić między innymi tani i wydajny system ogrzewania oraz klimatyzacji dla budynków mieszkalnych.
Nowa technologia bardziej ekologiczna niż pompy ciepła?
Technologię tą, gdyby została wdrożona, można zaliczyć do odnawialnych źródeł energii (OZE). Efekt elastokaloryczny pozwala unikać paliw kopalnych, biopaliw, a nawet wymaganych do funkcjonowania pomp ciepła substancji chłodniczych (które nie są przecież całkiem obojętne dla środowiska). Być może nawet uda się dzięki niemu uniknąć części szkodliwych odpadów z produkcji OZE.
Ponadto cały proces zużywa dużo mniej energii. Według szacunków jest to około 20-30 % mniej niż potrzebuje pompa ciepła. Jednocześnie może wytwarzać więcej ciepła.
Nie bez powodu nową metodę porównuje się właśnie z pompami ciepła. W przeciwieństwie do tradycyjnych kotłów i pieców stopy zapamiętujące kształt rozwiązują zarazem problem ogrzewania i klimatyzacji. Mechaniczny proces rozciągania i zwężania niklowo-tytanowych prętów przypomina w pewnym sensie działanie sprężarki jaką stosuje się w pompach. To właśnie dlatego przy jego pomocy można grzać lub chłodzić pomieszczenia, tak jak przy pomocy urządzeń opartych na sprężarce.
Technologia wykorzystująca stopy pamiętające kształt jest też ekologiczna w szerszym sensie. Już teraz trwają prace nad wykorzystaniem stopów w produkcji wydajniejszych układów chłodzenia akumulatorów w samochodach elektrycznych. To może wpłynąć na usprawnienie ich działania i zwiększenie zasięgu. Dodatkową zaletą nitinolu jest wyjątkowa wytrzymałość mechaniczna i odporność na korozję. Dzięki temu urządzenia grzewcze z zastosowaniem tego materiału mogłyby służyć przez długie lata.
Czy ogrzewanie i chłodzenie będzie tańsze?
Zastosowanie stopów z pamięcią kształtu w ogrzewnictwie to bardzo obiecująca technologia. Budzi duże nadzieje nie tylko ze względu na przyjazność dla środowiska. Dzięki temu, że zużywa dużo mniej prądu i żadnego dodatkowego paliwa będzie prawdopodobnie dużo tańsza niż dotychczasowe systemy OZE.
Stop wymaga precyzyjnego połączenia niklu i tytanu, ale ich dostępność nie powinna stanowić problemu, nawet w niepewnych czasach wojen taryfowych.
Jako ciekawostkę można dodać, że stopy z pamięcią kształtu są też badane jako bardziej wydajne źródło energii elektrycznej, przetwarzające wysoką temperaturę na prąd. Już teraz materiały te są wykorzystywane w produkcji trackerów do paneli PV. Mają jednak dużo większy potencjał. Możliwe więc, że nie tylko wykorzystanie, ale wytwarzanie prądu będzie dużo bardziej wydajne, a przez to tańsze.
Technologia jest na razie w fazie testów, ale prace nad jej rozwojem trwają od wielu miesięcy. Wydaje się bardzo obiecująca w wielu dziedzinach. Niestety nie wiadomo jeszcze jak długo przyjdzie nam czekać na nitinolowe ogrzewanie albo wytwarzanie prądu w naszych domach.