Конкуренция холодильникам и тепловым насосам: Термогальванический элемент в три раза эффективнее

Это пока еще небольшой прототип, который разработали исследователи из Хуачжунского университета науки и технологии в Ухане, но показатели производительности и концепция, представленные в соответствующем научном исследовании https://dx.doi.org/10.1016/j.joule.2025.101822 вскоре могут заставить некоторые широко используемые технологии выглядеть совсем неэффективными.

Авторы утверждают, что так называемый термогальванический элемент может быть использован для создания разницы температур между двумя разделенными областями. Он может преобразовывать электрическую энергию в химическую и потребляет лишь крошечное количество электричества, что означает, что термодинамический цикл не успевает за ним.

Все холодильники и морозильники используют этот принцип. Механический компрессор, работающий от электричества, переносит тепло из одной области в другую. Тепловой насос делает практически то же самое: он может производить теплый воздух для дома и оставлять холодный воздух снаружи, или наоборот.

Превосходная эффективность

Важным фактором здесь является CoP (коэффициент полезного действия). Эффективная установка будет иметь коэффициент около 5. В случае с тепловым насосом на потребляемую им электроэнергию можно выработать в пять раз больше тепла.

В отличие от этого, вышеупомянутый термогальванический элемент имеет впечатляющий коэффициент 14,2. Этого удалось достичь благодаря восстановлению или окислению ионов железа с помощью электричества, что, по сути, создает ржавчину. При окислении железа выделяется тепло, а при его восстановлении - поглощается.

Предположительно, эту систему можно легко повторить и увеличить или уменьшить ее масштабы без особых усилий. Это означает, что альтернатива тепловому насосу может быть использована в холодильниках или бытовых системах охлаждения и отопления. Но сначала эта новая технология должна выйти из лаборатории и продемонстрировать свою эффективность в реальных условиях.