Cách mạng làm mát và sưởi ấm: Công nghệ mới không cần máy nén

Không cần máy nén, không cần dịch chuyển, không cần chu trình nhiệt động lực học. Các nhà nghiên cứu đã tìm ra một phương pháp có thể “cách mạng hóa” việc làm mát và sưởi ấm, nâng cao hiệu quả lên một tầm cao mới.

Mặc dù mới chỉ là một nguyên mẫu nhỏ do các nhà nghiên cứu tại Đại học Khoa học và Công nghệ Huazhong (Vũ Hán, Trung Quốc) phát triển, nhưng hiệu suất và ý tưởng được trình bày trong nghiên cứu khoa học tương ứng cho thấy công nghệ này có thể khiến nhiều công nghệ hiện nay trở nên “lỗi thời”.

Các tác giả nghiên cứu cho biết một “pin nhiệt điện” (thermogalvanic cell) có thể được sử dụng để tạo ra chênh lệch nhiệt độ giữa hai khu vực riêng biệt. Nó có thể chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng hóa học và chỉ tiêu thụ một lượng điện năng nhỏ.

“Vượt mặt” chu trình nhiệt động lực học

Tất cả tủ lạnh và tủ đông hiện nay đều sử dụng nguyên lý chu trình nhiệt động lực học. Một máy nén cơ học sử dụng điện năng để chuyển nhiệt từ nơi này sang nơi khác. Máy bơm nhiệt cũng hoạt động theo cách tương tự, có thể tạo ra không khí nóng cho ngôi nhà và “đẩy” không khí lạnh ra ngoài, hoặc ngược lại.

Hiệu suất “vượt trội”

Một thông số quan trọng ở đây là CoP (Coefficient of Performance – Hệ số hiệu suất). Một hệ thống hiệu quả sẽ có CoP khoảng 5. Ví dụ, một máy bơm nhiệt có CoP là 5 có thể tạo ra lượng nhiệt gấp 5 lần lượng điện năng tiêu thụ.

Trong khi đó, “pin nhiệt điện” có CoP lên đến 14,2. Điều này đạt được bằng cách khử hoặc oxy hóa ion sắt với sự trợ giúp của điện năng, về cơ bản là tạo ra gỉ sắt. Quá trình oxy hóa sắt sẽ tỏa nhiệt, còn quá trình khử sẽ hấp thụ nhiệt.

Ứng dụng tiềm năng

Các nhà nghiên cứu cho biết hệ thống này có thể dễ dàng nhân rộng và thu nhỏ với ít nỗ lực. Điều này có nghĩa là “pin nhiệt điện” có thể được ứng dụng trong tủ lạnh, hệ thống làm mát và sưởi ấm trong gia đình. Tuy nhiên, trước tiên, công nghệ này cần được thử nghiệm trong thực tế để chứng minh hiệu quả.

“Pin nhiệt điện” là một công nghệ mới đầy hứa hẹn với khả năng nâng cao hiệu quả làm mát và sưởi ấm. Nếu được ứng dụng thành công, công nghệ này có thể sẽ thay thế các công nghệ hiện nay và góp phần tiết kiệm năng lượng cho con người.