Đối với nhiều người sống ở vùng khí hậu nắng nóng gay gắt, thì hệ thống làm mát là một thứ xa xỉ hoặc đơn giản là không có. Trong tương lai, công nghệ làm mát rẻ tiền và không sử dụng năng lượng điện sẽ rất hữu ích. Khi mà hệ thống làm mát đã chiếm 10% lượng điện tiêu thụ trên thế giới. Một tỷ lệ dự kiến sẽ lớn hơn trong vài năm tới khi mà nhiệt độ trung bình toàn cầu tăng lên. Việc giảm sử dụng năng lượng điện của các công nghệ làm mát là điều quan trọng để đáp ứng với các mục tiêu về khí hậu. Mới đây, các nhà nghiên cứu thiết kế hệ thống làm mát ở Arab Saudi đã kết hợp ánh sáng Mặt Trời và nước muối để tạo hiệu ứng làm mát thay vì dùng điện.
Hiện tượng đổi pha là gì?
Chuyển pha (hoặc đổi pha) được sử dụng phổ biến nhất để mô tả sự chuyển tiếp giữa các trạng thái rắn, lỏng và khí của vật chất. Cũng như plasma trong các trường hợp hiếm. Một pha của hệ nhiệt động và trạng thái của vật chất có tính chất vật lý đồng nhất. Trong quá trình chuyển pha của một môi trường nhất định. Một số tính chất của môi trường thay đổi, thường không liên tục. Do sự thay đổi của các điều kiện bên ngoài; chẳng hạn như nhiệt độ, áp suất hoặc các yếu tố khác.
Ví dụ, một chất lỏng có thể trở thành khí khi đun nóng đến điểm sôi. Nó dẫn đến sự thay đổi đột ngột về thể tích. Việc đo lường các điều kiện bên ngoài mà tại đó sự biến đổi xảy ra được gọi là quá trình chuyển pha. Chuyển pha thường xảy ra trong tự nhiên và ngày nay được sử dụng trong nhiều công nghệ.
Hệ thống thử nghiệm mà Đại học Khoa học và Công nghệ King Abdullah (KAUST) ở Arab Saudi đang phát triển tận dụng hiện tượng “đổi pha”. Trong đó năng lượng bị hấp thụ khi tinh thể muối hòa tan trong nước. Điều này có nghĩa nếu thêm muối vào nước ấm, nước sẽ nguội đi nhanh chóng do muối hòa tan.
Hệ thống làm mát không sử dụng điện
Sau một số thí nghiệm với nhiều loại muối khác nhau. Các nhà nghiên cứu nhận thấy ammonium nitrate có hiệu quả tốt nhất, nhờ độ hòa tan trong nước cao. Hợp chất này có khả năng làm mát cao gấp 4 lần loại muối tốt thứ hai là ammonium chloride. Ngoài ra, ammonium nitrate được sử dụng rộng rãi trong phân bón và giá thành rẻ.
Hệ thống này ngoài được sử dụng trong làm mát tòa nhà. Hệ thống cũng có tiềm năng ứng dụng để bảo quản thức ăn. Ở thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, nước chứa ammonium nitrate được đặt trong cốc kim loại và cho vào hộp xốp polystyrene bịt kín. Khi muối tan chảy và nước lạnh dần, nhiệt độ cốc giảm từ nhiệt độ phòng (khoảng 25 độ C) xuống 3,6 độ C trong vòng 20 phút. Nhiệt độ cốc duy trì ở mức dưới 15 độ C trong hơn 15 giờ.
Sau khi tất cả muối hòa tan, nhiệt mặt trời được sử dụng để làm bốc hơi nước. Muối lưu lại dưới dạng tinh thể trong cốc. Những tinh thể đó có thể được thu thập lần nữa và tái sử dụng trong hệ thống làm mát. Nhóm nghiên cứu đứng đầu là giáo sư Peng Wang ở KAUST mô tả chi tiết hệ thống trên tạp chí Energy and Environmental Science hôm 1/9.
