Наноспон может заменить гидрофторуглероды в системах охлаждения

Группа исследователей из Университета Тохоку, Nissan Motor Co., Университета Синсю и Университета Окаяма сделала революционное открытие в стремлении заменить гидрофторуглероды в холодильных системах природными хладагентами, такими как спирт и вода.

Охлаждающий эффект, вызванный зажженным наноспонжем. (Изображение предоставлено: Hirotomo Nishihara)

В своих исследованиях фазовый переход жидкость-газ был выполнен с помощью нанопонги, мягкого, эластичного материала, содержащего маленькие нанопоры менее 10 нм. Результаты исследования могут привести к более эффективным хладагентам с относительно меньшим углеродным следом.

Системы охлаждения широко используются в холодильниках и кондиционерах. Традиционные системы используют гидрофторуглероды в качестве хладагента. Тем не менее, они являются супер загрязнителями. Потенциал глобального потепления гидрофторуглеродов примерно в 1300 раз больше, чем у СО 2 .

Исследовательская группа успешно выполнила вынужденный фазовый переход жидкость-газ с помощью наноспонжа. Естественно, что при отжиме обычной влажной губки вода будет вытекать. Однако, когда используется наноспон с размером пор менее 10 нм, возникает другое явление. Губка удерживает жидкость даже под низким давлением.

Однако, при приложении силы, вытекшая жидкость мгновенно испаряется в газ. Кроме того, когда губка сохраняет свою естественную форму, она снова адсорбирует газ в виде жидкости в нанопоры.

До настоящего времени ученые не выполняли процесс сжатия нанопористых материалов, поскольку традиционные материалы настолько прочны, что их невозможно деформировать. Тем не менее, исследовательская группа преодолела это, разработав свои собственные мягкие, эластичные, нанопористые материалы, в том числе один слой графеновых стенок. Они оценили свои результаты с помощью самодельного оборудования, разработанного для изучения фазового перехода жидкость-газ при приложении механической силы.

Группа рассмотрела технику сжатия после создания мягких нанопористых материалов. Однако они никогда не представляли, как их предсказание превращается в реальность с первой попытки.

До настоящего времени было доступно только два метода для преобразования захваченной жидкости в газ. Один метод – это нагрев, а другой – снижение давления в газовой фазе. Техника сжатия предлагает третий подход, создавая новую идею в области физической химии и открывая двери для более экологичных холодильных систем.

Source link