17 feb. 1999
2 minuten
De TU in Turijn en het Italiaanse KNMI (INRiM) stellen een apparaat voor dat een koelbelasting kan genereren zonder het gebruik van elektriciteit. Net als bij traditionele koelapparaten, maakt de technologie gebruik van de verdamping van een vloeistof. Het belangrijkste verschil is om eenvoudig water en gewoon zout te gebruiken in plaats van chemicaliën. De milieu-impact wordt verder verminderd doordat het gebaseerd is op passieve verschijnselen zoals capillariteit of verdamping, in plaats van op pompen en compressoren die energie en onderhoud vergen.
Het onderzoek is gepubliceerd in Science Advances.
"Koeling door verdamping van water is altijd al bekend geweest. Deze strategie is echter effectief zolang de lucht niet verzadigd is met waterdamp. Ons idee was om met een goedkope technologie te komen die het koeleffect kan maximaliseren, ongeacht de externe waterdampomstandigheden", zegt eerste auteur Matteo Alberghini.
"In plaats van te worden blootgesteld aan lucht, komt zuiver water in contact met een ondoordringbaar membraan waardoor het gescheiden blijft van een sterk geconcentreerde zoutoplossing. Het membraan kan worden voorgesteld als een poreuze zeef met een poriegrootte in de orde van grootte van een miljoenste meter. Vanwege zijn waterafstotende eigenschappen stroomt het water niet door het membraan, terwijl de damp dat wel doet. Op deze manier vermengen het zoete en zoute water zich niet, terwijl een constante waterdampflux optreedt van het ene uiteinde van het membraan naar het andere. Hierdoor wordt zuiver water gekoeld, wat nog wordt versterkt dankzij de aanwezigheid van verschillende verdampingsfasen.
"Het is duidelijk dat de zoutconcentratie constant zal afnemen waardoor het koeleffect na verloop van tijd zal afnemen; het verschil in zoutgehalte tussen de twee oplossingen kan echter continu – en duurzaam – worden hersteld met behulp van zonne-energie."
Het voorgestelde apparaat kent modulaire koelunits van elk enkele centimeters dik, die in serie kunnen worden gestapeld om het koeleffect te vergroten, zoals bij batterijen. Zo kan het koelvermogen nauwkeurig worden afgestemd op de behoefte.
Het water en zout bewegen door het apparaat dankzij de capillaire effecten van sommige componenten die, net als in keukenpapier, ook tegen de zwaartekracht in water kunnen opnemen en transporteren.
"Andere technologieën voor passieve koeling worden ook getest in verschillende laboratoria en onderzoekscentra over de hele wereld, zoals die op basis van infrarood warmteafvoer naar de ruimte – ook wel bekend als passieve koeling. Deze benaderingen, hoewel veelbelovend en geschikt voor sommige toepassingen, hebben ook grote beperkingen: het principe waarop ze zijn gebaseerd, is mogelijk niet effectief in tropische klimaten en op zeer vochtige dagen, terwijl de behoefte aan airconditioning dan juist groot is; bovendien is er een theoretische limiet aan het maximale koelvermogen. Ons passieve prototype zou deze limiet kunnen overwinnen, onafhankelijk van de externe luchtvochtigheid. Bovendien zouden we in de toekomst een nog hoger koelvermogen kunnen verkrijgen door de concentratie van de zoutoplossing te verhogen of door gebruik te maken van een meer geavanceerd modulair ontwerp van het apparaat."
Mede door de eenvoud van de apparaat-assemblage en de benodigde materialen, zijn relatief lage productiekosten denkbaar, in de orde van enkele euro’s per koeltrap. De technologie is echter nog niet klaar voor commerciële exploitatie: verdere ontwikkelingen (ook onder voorbehoud van toekomstige financiering of industriële partnerschappen) zijn noodzakelijk.
Anderen lazen ook
