Magnesy kluczem do energooszczędnych produktów AGD nowej generacji
Energochłonne lodówki i systemy klimatyzacyjne mogą odejść do lamusa dzięki "magnetycznym" badaniom naukowym prowadzonym przez naukowców z brytyjskiego Imperial College w Londynie we współpracy z kolegami z Uniwersytetu Stanowego Iowa, USA. Magnetyczna technologia chłodnicza może być zapowiedzią nowej epoki przyjaznych środowisku lodówek i systemów klimatyzacyjnych, redukując nawet o 30% potężne ilości energii, jakie obecnie zużywają te urządzenia. Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Advanced Materials. Idea magnetycznych systemów chłodniczych jest prosta. Kiedy materiały magnetyczne, np. stopy metalu, znajdą się pod wpływem pola magnetycznego, wytwarzane jest ciepło. Następnie materiał chłodzony jest wodą, dzięki której powraca do swojej pierwotnej temperatury. Temperatura materiału spada jeszcze bardziej, kiedy oddziaływanie pola magnetycznego ustaje zupełnie. To właśnie potencjał tej właściwości chłodniczej chcą wykorzystać naukowcy, którzy są przekonani, że mogłaby ona znaleźć zastosowanie w różnych produktach. W sumie naukowcy udowodnili już, że technologia działa, ale aby ją wyprowadzić z laboratorium i wdrożyć w zastosowaniach domowych, nadal potrzebny jest odpowiedni materiał. Materiał taki musi cechować się wysoką wydajnością w normalnych temperaturach pokojowych oraz sprawdzać się w codziennych zastosowaniach. Poza tym jego wydajność nie może spadać w wyniku wielokrotnego procesu chłodzenia. Magnetyczne pole chłodnicze nie jest pomysłem nowym. Autorzy artykułu wspominają, że pierwsze pomysły na nie pojawiły się w latach 20. ubiegłego stulecia, lecz dopiero ostatnia dekada była okresem odrodzenia się zainteresowania tą dziedziną, dzięki odkryciu silnego efektu magnetokalorycznego (tj. ogrzewanie się materiałów magnetycznych, kiedy znajdują się w obrębie pola magnetycznego i ich ochładzanie się po usunięciu pola) w grupie materiałów znanych jako metamagnesy. Jak czytamy w sprawozdaniu z badań, są to "związki ulegające przemianie pierwszego stopnia do stanu magnetycznie uporządkowanego, któremu często towarzyszy przekształcenie się struktury krystalicznej". W trakcie badań prowadzonych przez zespół z Imperial College w Londynie wykazano, że mikrostruktura różnych stopów (czyli ułożenie kryształów wewnątrz stopów) ma bezpośredni wpływ na wydajność magnetycznej lodówki. Odkrycie to może teraz pomóc zespołowi stworzyć taki materiał, który najlepiej się sprawdzi w nowym systemie. W przeciwieństwie do głównego nurtu badań prowadzonych nad magnetycznym chłodzeniem na całym świecie, zespół z Imperial [College] mniej koncentrował się na analizowaniu i testowaniu dużych próbek materiałów, a bardziej na "zrozumieniu mikrostruktury tych materiałów i ich reakcji na pole magnetyczne na poziomie mikroskopowym" - mówi profesor Lesley Cohen z Imperial College w Londynie. "Stwierdziliśmy, że struktura krystaliczna w poszczególnych metalach bezpośrednio wpływa na to, jak bardzo się one rozgrzewają i ochładzają, kiedy znajdą się w polu magnetycznym, a następnie zostaną z niego usunięte" - wyjaśnia pani profesor. "Jest to ekscytujące odkrycie, ponieważ oznacza, że pewnego dnia być może uda nam się zbudować materiał na zamówienie, od podstaw zaczynając od jego mikrostruktury, który spełni wszystkie wymogi stawiane przez system lodówki magnetycznej. Ma to zasadnicze znaczenie, ponieważ znalezienie energooszczędnej alternatywy dla lodówek i systemów klimatyzacji w naszych domach i zakładach pracy jest niezbędne, by ograniczyć emisje dwutlenku węgla i opanować zmianę klimatu."
Kraje
Zjednoczone Królestwo, Stany Zjednoczone