Được công bố trên tạp chí Joule vào ngày 30/1, công nghệ này dựa trên các tế bào điện hóa giúp tạo ra hiệu ứng làm mát thông qua phản ứng điện hóa thuận nghịch. So với các phương pháp làm mát truyền thống của tủ lạnh hiện nay, việc làm lạnh bằng tế bào điện hóa không chỉ tiết kiệm năng lượng mà còn có khả năng mở rộng ứng dụng, từ thiết bị làm mát cá nhân đến các hệ thống công nghiệp quy mô lớn.
Các tế bào điện hóa có thể cung cấp năng lượng cho tủ lạnh trong tương lai.
Theo tác giả chính Jiangjiang Duan từ Đại học Khoa học và Công nghệ Hoa Trung ở Vũ Hán (Trung Quốc), công nghệ điện hóa đang dần trở thành một phần trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta nhờ khả năng cung cấp điện sạch và làm mát tiêu thụ ít năng lượng. Pin điện hóa hoạt động bằng cách sử dụng nhiệt từ phản ứng điện hóa để tạo ra điện năng. Khi áp dụng dòng điện bên ngoài, quá trình này có thể đảo ngược và tạo ra hiệu ứng làm mát.
Mặc dù các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng tế bào điện hóa có tiềm năng hạn chế trong việc tạo ra năng lượng làm mát nhưng nhóm nghiên cứu của Duan đã thành công trong việc tối ưu hóa hóa chất sử dụng, từ đó nâng cao hiệu suất làm mát. Duan cho biết: “Chúng tôi đã phát triển một chiến lược thiết kế hợp lý cho chất điện phân nhiệt điện, cho phép đạt hiệu suất làm mát cao kỷ lục và có khả năng ứng dụng thực tế”.
Công nghệ làm mát này dựa trên phản ứng oxy hóa khử điện hóa liên quan đến các ion sắt hòa tan. Trong quá trình này, các ion sắt hấp thụ và giải phóng nhiệt tạo ra hiệu ứng làm mát cho dung dịch điện phân xung quanh. Nhóm nghiên cứu đã cải thiện khả năng làm mát của pin hydrogalvanic lên 70% bằng cách sử dụng muối sắt ngậm nước chứa perchlorate, giúp các ion sắt hòa tan và phân ly tốt hơn.
Công nghệ làm lạnh mới giúp tủ lạnh rẻ và thân thiện môi trường hơn.
Hệ thống được tối ưu hóa có khả năng làm mát dung dịch xuống 1,42 K, một bước tiến lớn so với khả năng làm mát 0,1K của các hệ thống điện hóa trước đây. Nhóm nghiên cứu dự kiến sẽ tiếp tục cải thiện thiết kế hệ thống và khám phá các ứng dụng thương mại tiềm năng. Duan nhấn mạnh: “Chúng tôi đang nỗ lực để thương mại hóa công nghệ này, đồng thời tìm kiếm các cơ chế và vật liệu mới nhằm nâng cao hiệu suất làm mát”.
Trong tương lai, Duan cho biết nhóm nghiên cứu của ông sẽ phát triển nhiều mẫu tủ lạnh khác nhau cho các ứng dụng tiềm năng và tìm kiếm cơ hội hợp tác với các công ty đổi mới để thúc đẩy thương mại hóa công nghệ điện hóa.
Linh Hồ
