Công nghệ làm mát mới “thách thức” điều hòa và tủ lạnh truyền thống

Nhờ một số cải tiến về mặt hóa học, các nhà nghiên cứu tại Đại học Khoa học và Công nghệ Huazhong, Trung Quốc, cho rằng làm mát bằng “pin nhiệt điện” không chỉ khả thi mà còn có thể được ứng dụng rộng rãi, từ thiết bị đeo làm mát đến điều hòa gia đình và trung tâm dữ liệu AI.

“Trong khi các nghiên cứu trước đây chủ yếu tập trung vào thiết kế hệ thống và mô phỏng số, chúng tôi đã đề xuất một chiến lược thiết kế hợp lý và phổ quát cho chất điện phân nhiệt điện, mang lại hiệu suất làm mát cao kỷ lục và có tiềm năng ứng dụng thực tế”, Jiangjian Duan, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết.

Cải tiến chất điện phân

Các “pin nhiệt điện” hiện nay dựa trên phản ứng oxy hóa khử điện hóa với các ion sắt hòa tan. Trong bước đầu tiên, ion sắt mất đi một electron và hấp thụ nhiệt. Sau đó, chúng lại nhận thêm một electron và giải phóng nhiệt. Khi năng lượng của phản ứng đầu tiên làm mát dung dịch chất điện phân xung quanh, một bộ tản nhiệt sẽ loại bỏ nhiệt sinh ra.

Tuy nhiên, nhóm của Duan đã sử dụng dung dịch điện hóa với muối sắt hydrat chứa perchlorate. Điều này cho phép các ion sắt hòa tan và phân ly tốt hơn. Khi được hòa tan trong dung môi có nitrile thay vì nước, hiệu quả làm mát của pin tăng 70%. Các nghiên cứu trước đây chỉ đạt được hệ số làm mát khoảng 0,1K, nhưng phiên bản của Duan đạt tới 1.42K.

Từ phòng thí nghiệm đến thực tế

Mặc dù đạt được những kết quả đáng khích lệ, nhưng Duan cho biết vẫn cần thêm nỗ lực trong việc thiết kế hệ thống, mở rộng quy mô và nâng cao độ ổn định để thương mại hóa công nghệ này.

Trong tương lai, nhóm nghiên cứu dự định sẽ giới thiệu các thiết kế và vật liệu mới để cải thiện khả năng làm mát. Họ cũng lên kế hoạch chế tạo các nguyên mẫu tủ lạnh để ứng dụng trong thực tế.

“Pin nhiệt điện” là một công nghệ làm mát mới đầy tiềm năng, hứa hẹn sẽ thay thế các hệ thống làm mát bằng máy nén hơi truyền thống. Với hiệu quả cao, tiết kiệm năng lượng và thân thiện với môi trường, công nghệ này có thể sẽ “cách mạng hóa” ngành công nghiệp làm mát và góp phần xây dựng một tương lai bền vững hơn.