Naukowcy z niemieckiego Instytutu Fraunhofera podzielili się na łamach czasopisma naukowego IEEE Xplore wynikami badań nad nową elektroniką do elektrokalorycznych pomp ciepła. Na czym dokładnie polega ta technologia i w jaki sposób została udoskonalona?
Czytaj też: Wodór czy pompy ciepła – co opłaca się bardziej? Odpowiedź nie jest taka oczywista
Wspomniane pompy ciepła korzystają z tzw. efektu elektrokalorycznego. Do urządzenia jest przykładane napięcie elektryczne, wskutek czego specjalny materiał ceramiczny lub polimerowy zaczyna się ogrzewać. Ciepło jest następnie odprowadzane przez radiator, a materiał wraca do wyjściowej temperatury lub nawet niższej – opisuje dr David Bach z Instytutu Fraunhofera na stronie projektu.
Podgrzewanie i schładzanie materiału elektrokalorycznego można przeprowadzać cyklicznie. Zaletą tego układu jest to, że nie potrzebuje on toksycznych czynników chłodniczych, jak to ma miejsce w przypadku tradycyjnych pomp ciepła. Ponadto zamiast gazów wykorzystuje się ciało stałe, co z wielu względów może być bezpieczniejsze w stosowaniu.
Czytaj też: Energia z miejskich ścieków? W tym miejscu ruszy nietypowa pompa ciepła
Tradycyjne pompy ciepła wyparte przez elektrokaloryczne? Kto wie, kto wie…
W najnowszych badaniach uczeni z Niemiec skupili na konstrukcji konwertera półmostkowego opartego na związku galu i sodu (GaN). Dzięki tej bazie stworzyli oni niemal bezstratną elektronikę o wydajności elektrycznej rzędu 99,74 proc. Badacze dodają, że to nie jest maksymalna wydajność, z jaką może pracować konwerter. Teoretycznie wartość można podnieść do 99,84 proc. przy użyciu czterech dodatkowych poziomów napięcia w obwodzie.
Czytaj też: Wyjątkowa pompa ciepła może trafić do prywatnych domów. Niewiarygodne, czym ona grzeje
Warto wytłumaczyć, że tak wysoka wydajność elektryczna nie świadczy o tym, że sama pompa ciepła tak dobrze będzie pracować. Dzisiejsza technologia pomp jest ograniczona tzw. limitem Carnota do 50 proc., ale elektrokaloryczne odpowiedniki mogłyby osiągnąć nawet 85 proc. Przynajmniej w teorii – wyjaśniają autorzy badań.
Naukowcy z Niemiec przekonują, że pompy ciepła, nad którymi pracują, mogą być obiecującą alternatywą dla technologii sprężarkowej.
