Магнитное охлаждение: эффект, производство и дизайн рефрижераторов, преобразование тепла в энергию
На лекции «Технология магнитного охлаждения» лектор расскажет про магнитокалорический эффект, производство и современный дизайн магнитных рефрижераторов, а также о том, как при помощи специальных материалов преобразовывать тепло в электроэнергию.
Комментарии
Поделитесь своими мыслями, используя поле для комментариев выше.
Конспект
Спикер: Дмитрий Карпенков – к.ф.-м.н.. доцент кафедры ФНС и ВТМ, с.н.с. лаборатории Многофункциональных магнитных наноматериалов НИТУ «ММСиС», с.н.с. кафедры магнетизма МГУ им. М.В. Ломоносова
Дмитрий Карпенков рассказывает о том, что такое магнитные холодильники и когда они появятся в наших домах. Из видеоролика вы узнаете о преимуществах новой технологии охлаждения.
Растущее потребление
Спикер начинает с того, что сейчас около 17% мирового электричества тратится на производство холода. В эту категорию входят бытовые холодильники, кондиционеры и промышленные климатические установки. Однако постоянное увеличение энергоэффективности развитие не останавливает. По прогнозам учёных, к 2100 году этот показатель достигнет уже 40%.
Главной причиной служит так называемый парадокс Джевонса. Он гласит, что эффективное использование ресурсов приводит не к уменьшению их потреблен
Альтернативная технология
Дмитрий говорит, что в первых холодильниках использовался аммиак. Впоследствии его заменили более эффективным фреоном. Но газ оказался вредным для озонового слоя земли, поэтому и он оказался под запретом. С тех пор идёт поиск альтернатив. Одним из главных направлений разработки стали системы магнитного охлаждения.
Твердотельные холодильники эффективнее компрессорных на 30–40%. Принцип их действия основан на магнитокалорическом эффекте. Дмитрий Карпенков объясняет — при появлении магнитного поля металл нагревается, при исчезновении — охлаждается. Если говорить подробнее, то магнитное поле увеличивает энтропию кристаллической решётки, создавая состояние хаоса и заставляя ионы вещества колебаться с высокой периодичностью.
Виды и сферы применения
Дмитрий говорит, что сейчас идут эксперименты с разными конструкциями. Магнитные холодильники бывают литыми, композитными, прокатными и другими. В некоторых моделях используются порошкообразные активные металлы. Чаще всего речь идёт о редкоземельном гадолинии, но учёные проводят опыты с семью сложными соединениями.
По словам спикера, магнитное охлаждение пока используется в промышленности и лабораторных исследованиях. С его помощью получают топливо будущего — сжиженный природный газ и жидкий водород, которые хранят в криогенных контейнерах. Но уже готов первый прототип бытового холодильника на основе магнитокалорического эффекта. Интересно, что это достаточно крупная модель, предназначенная для хранения вина. Преимущества такого устройства — низкое энергопотребление, простая конструкция с минимальным количеством движущихся частей и малый уровень шума.
