Компрессорное охлаждение с использованием хладагентов существует около 170 лет. В условиях климатических изменений и развития промышленности и технологий есть возможность появления новых холодильных установок, которые могут стать гибридными, сочетая классический подход охлаждения и ряд новых.
Одним из новых направлений в этой области наряду с термоэлектрическими преобразователями является охлаждение с помощью магнитных материалов. Ученые открыли несколько новых типов магнитных материалов, подходящих для магнитного охлаждения. Учёные из Института физики имени Х. И. Амирханова Дагестанского федерального исследовательского центра РАН (Махачкала) доказали способность сплава на основе никеля, марганца, олова и небольшого количества меди изменять свою температуру под действием магнитного поля.
Разрабатываемый сплав при разовом включении/выключении магнитного поля почти необратимо охлаждался на 13 °С, о чем авторы исследования рассказали в статье в журнале Applied Physics Letters. В ходе испытаний ученые использовали диапазон температур от -25 °C до +50 °C, в котором исследуемый сплав демонстрировал наибольшее изменение магнитных свойств. Оказалось, что намагниченность сплава резко изменялась в диапазоне температур от -20 °C до 10 °C, что свидетельствовало о значительных изменениях температуры сплава при воздействии магнитного поля.
Максимальное снижение температуры образцов под воздействием исключительно магнитного поля составило 13,15 °C. Такой эффект наблюдался при помещении в импульсное магнитное поле образца, охлажденного до температуры 1,85 °С. Образец был изолирован от окружающей среды и не мог обмениваться с ней теплом. Когда магнитное поле отключали, сплав сохранял низкую температуру (около -11 °С).
«Предложенный метод позволяет охлаждать объекты на 13 °C всего за 0,1 секунды. Для сравнения, чтобы охладить холодильник, работающий на основе газовых хладагентов, на 1,8 °C, в среднем требуется одна минута. Поэтому магнитное охлаждение показывает более эффективные результаты. Полученные данные будут полезны при разработке гибридных систем охлаждения, например бытовых холодильников», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Адлер Гамзатов, ведущий научный сотрудник Института физики имени Х. И. Амирханова Дагестанского федерального исследовательского центра РАН.
Магнитное охлаждение способно на большее: с его помощью можно охлаждать материалы до температур близких к абсолютному нулю. Это лишь вопрос эффективности и энергетических затрат. Благодаря этому можно будет отказаться от фреона и прочих газов, от которых страдает экология планеты и люди.
По материалам сайта https://elektroportal.ru
