Un team di ricerca guidato dal professor LI Bing dell’Institute of Metal Research della Chinese Academy of Sciences ha sviluppato una nuova tecnologia di raffreddamento basata sul cosiddetto ‘effetto barocalorico di dissoluzione’. La ricerca, pubblicata sulla rivista scientifica Nature e ripresa da Refindustry, propone un approccio innovativo che potrebbe rappresentare un’alternativa a zero emissioni di carbonio ai sistemi di refrigerazione convenzionali.
I tradizionali sistemi di raffreddamento a compressione di vapore sono notoriamente ad alta intensità energetica e responsabili di emissioni significative di CO₂. Negli ultimi anni sono state esplorate soluzioni di raffreddamento allo stato solido come opzione più sostenibile, ma la loro diffusione è stata limitata da problemi legati all’inefficienza nel trasferimento di calore. La nuova tecnologia affronta questo limite combinando materiali solidi con un comportamento di tipo fluido, consentendo al refrigerante di fungere anche da mezzo di scambio termico.
Nel loro studio, i ricercatori hanno dimostrato l’effetto utilizzando tiocianato di ammonio (NH₄SCN) disciolto in acqua. Il processo di dissoluzione rilascia calore, mentre l’applicazione di pressione provoca la precipitazione del sale, rendendo possibile un ciclo di raffreddamento reversibile. Questo meccanismo consente un trasferimento di calore efficiente ed elimina le limitazioni tipiche delle interfacce nei materiali solidi.
I risultati sperimentali hanno mostrato una riduzione della temperatura di quasi 30 K in 20 secondi a temperatura ambiente e fino a 54 K a temperature più elevate, valori significativamente superiori rispetto ai sistemi barocalorici allo stato solido esistenti. In un ciclo di raffreddamento prototipale, le simulazioni hanno indicato una capacità di raffreddamento pari a 67 J/g e un’efficienza fino al 77%.
Il team ha utilizzato tecniche spettroscopiche in-situ per confermare la stabilità del sistema, la reversibilità del processo e la rapidità di risposta alle variazioni di pressione, elementi che ne rafforzano il potenziale per applicazioni pratiche.
Secondo i ricercatori, il design a fluido apre nuove prospettive per sistemi di refrigerazione potenti e privi di emissioni. Le elevate prestazioni anche ad alte temperature rendono inoltre questa tecnologia promettente per la gestione termica dei data center e delle infrastrutture di calcolo ad alte prestazioni.
