Ученые из Мэрилендского университета (УМД) разработан романа elastocaloric охлаждая материал, состоящий из никеля (Ni)-сплав титана (Ti) и скульптурные используя аддитивные технологии, которая отличается высокой эффективностью, экологически чистые и легко масштабируется для использования в коммерческих целях. Исследование было опубликовано в журнале Science от 29 ноября.
Технологии охлаждения, используемые в холодильных установках и систем кондиционирования во всем мире, — это многомиллиардный бизнес. Парокомпрессионного охлаждения, которые доминировали на рынке на протяжении более 150 лет, не только не повышали, куда менее эффективен, но также использует химических хладагентов с высоким потенциалом глобального потепления (ПГП). Твердотельные elastocaloric охлаждения, где усилие, прикладываемое к материалам выпустить и поглотить (скрытого) тепла, разрабатывается в течение последнего десятилетия и является фаворитом в так называемых альтернативных технологий охлаждения. Сплавов с памятью формы (СПФ) — нашли для отображения существенное влияние elastocaloric охлаждения; тем не менее, наличие гистерезиса — потерян в каждом цикле и привести к усталости материалов и провалы — остается проблемой.
С этой целью международная команда сотрудников, возглавляемая УМД А. Джеймса Кларка Инженерной школы профессор Ичиро Такэути разработала улучшенные elastocaloric охлаждения материала с использованием смеси никеля и титана металлы, выкованные с помощью 3D-принтера, которая не только потенциально более эффективны, чем нынешние технологии, но полностью зеленый.’ Кроме того, он может быть быстро расширены для использования в больших устройствах.
«В этой сфере альтернативных технологий охлаждения, это очень важно для работы на обоих материалах, а также в системах концов, мы удачны для того чтобы иметь команду квалифицированных экспертов также в университете Колледж Парк на работу на обоих концах», — сказал профессор Такеучи. «Это только тогда, когда эти два усилия тесно увязывать то, что вы делаете быстрый прогресс, который наша команда смогла сделать».
Сравнительно говоря, есть три класса калорийности технология охлаждения — магнитокалорические, электрокалорический и elastocaloric-все из которых являются «зеленые» и пара-меньше. Магнитокалорические, старейший из трех, разрабатывается уже 40 лет и сейчас на грани того, чтобы быть коммерциализированы.
«Потребность в технологии присадок, иначе известный как 3D-печать, в этой области стоит особенно остро, поскольку эти материалы также выступать в качестве теплообменников, обеспечивая охлаждение среды, такой как вода», — сказал Такеучи.
Такеучи занимается разработкой этой технологии уже почти десять лет-он получил УМД выдающееся изобретение года для этого исследования в 2010 году, а Пупкин занял elastocaloric охлаждения, также известный как термоупругих охлаждения, #1, как наиболее перспективных альтернативных технологий охлаждения в 2014 году-и это на один шаг ближе к коммерциализации.
«Ключ к этой инновации, что является основополагающим, но не часто обсуждается, заключается в том, что усталости материалов, они изнашиваются», — сказал Такеучи. «Это проблема, когда люди ожидают, что их холодильники, чтобы продлиться в течение десяти лет или дольше. Итак, мы рассмотрели проблему в нашем исследовании».
Команды проверили свои творения в значительной степени — материал подвергся один миллион циклов в течение четырех месяцев и до сих пор сохранил свою целостность. «Некоторые известные elastocaloric материалы начинают показывать деградацию в поведении охлаждения после сотни циклов. К нашему удивлению, новый материал мы синтезировали показал никаких изменений после одного миллиона циклов», — сказал Хоу, первый автор работы. Металл производства добавка, которая использует лазер, чтобы расплавить, а затем смешать металлы в виде порошка. Контролируя подачу порошка, команда была в состоянии производить нанокомпозитов, которые привели к прочной механической целостности в материале.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!