科学＆テクノロジー

なぜ「革新的な」冷却技術が必要なのか

クリスティン・ロテクノロジーレポーターゲッティイメージズ気候変動は、より涼しくなり続けていますデリーでの人生の半分を過ごし、現在はカリフォルニアに住んでいるSneha Sacharは、熱に使用されています。しかし、彼女の故郷は、彼女が成長していたときよりもずっと暑く感じています。車での通勤でさえ、特定の数ヶ月で非常に不快であると、サチャル氏は、冷却の改善に焦点を当てた慈善イニシアチブであるクリーンクーリングコラボレーティブのために働いていると言います。気温の上昇です 屋外労働者にとってさらに悪い。 「これは、人々が生計を獲得し続ける能力に本当に影響を与えています」とサチャール氏は言います。彼女は、空気の流れを設計するなど、建物を涼しく保つためのローテクな方法がいくつかあると言います。屋外労働者の場合、暑さや湿度から20分間の休憩でさえ、 適切に設計された冷却ステーション、違いを生むことができます。しかし、これを超えて、気候変動のために気温が上昇し続けるにつれて、積極的な冷却はますます重要になります。モーガン・スタンレーは、年間2,550億ドル（1800億ポンド）の価値がある冷却市場の年間成長率があると予測しています。 2030年までに2倍以上になる可能性があります。ゲッティイメージズ従来の冷却では、漏れることができる冷媒を使用しますしかし、既存の冷却装置には深刻な欠点があります。 1つの問題は、冷媒 - 熱を伝達する過程で、液体からガスに前後に移行する液体です。彼らが標準システムから漏れ、効率と潜在的な健康を傷つけることは一般的です。通常、冷却に使用される冷媒は、地球温暖化の可能性が高い合成ガスのグループであるハイドロフルオロカーボン（HFC）です。 HFCは、二酸化炭素よりもはるかに強力です。したがって、1つのオプションは、冷媒をより気候に優しいバージョンに置き換えることです。しかし、地球温暖化の可能性が低い候補者にも問題があります。 たとえば、プロパンは非常に可燃性です。アンモニアは有毒です。二酸化炭素は高い圧力で動作し、特殊な機器が必要です。しかし、多くの場所がHFCを段階的に段階的に段階的に段階的に段階的にしているため、代替冷媒は依然として重要になります。Sachar氏は、家庭用冷却のために、「少なくとも今後10年ほどの間、今日のことを知っているA/CSが引き続き解決策である」ため、まだ冷媒が必要だと言います。Tati Van Thiel Photographyリンゼイ・ラスムッセンは、冷媒なしの冷却は「革新的」になると言います長期的には、一部の科学者は、液体冷媒をまったく必要としない冷却装置に目を向けています。エネルギーの非営利RMIでの建設および土地利用プロジェクトを管理しているリンゼイラスムッセンは、これらの「革新的な技術」と呼んでいます。革新的な冷却技術の主要なセットは、固体冷却です。これは、固体材料とある種の追加力を使用して、温度変化を誘導します。その余分な力は、圧力、電圧、磁石、または機械的応力である可能性があります。ラスムッセン女史は、「それらの超公害冷媒を排除するだけでなく、システムに効率を向上させることができる」ため、ソリッドステートデバイスは漸進的な改善よりもさらに進むことができると述べています。RMIは、ソリッドステート冷却装置の初期バージョンで動作する10〜20のスタートアップを特定しています。それらのスタートアップの1つは、磁石を使用するドイツの会社の磁気です。特定の材料は、磁場にさらされると温度を変化させます。「私たちのテクノロジーでは、毒性がなく、金属であり、非常に低い圧力で動作しているため、本質的に安全です」と、MagnothermのCEO兼共同設立者であるTimur Sirman氏は述べています。マグネトカロリー冷却のアイデアは何年も前から存在してきましたが、それを商業化することは比較的新しいものです。 Magnothormは、これまでのマニュアルおよび社内プロセスで、約40の飲料クーラーと約5つの冷蔵庫を構築しています。Sirman氏は、恒久的な磁石が技術の最も高価な部分であると報告しています。 「しかし、それは決して壊れることはないので、この非常にコスト集約型のコンポーネントをいつでも再利用できます。」同社は、デバイスの冷却能力を劇的に増加させることを目指しているため、材料の代替ソースと最適化材料を探しています。サーマン氏は、漏れなどの冷媒の効率と健康問題を説明した場合、磁気製品は価格で競合できると考えています。 「私たちは、初期コストのみを検討している顧客をターゲットにしていません。」彼は今のところ、会社の飲料クーラーが非常に高価であることを認めています。彼らの顧客は、新しいテクノロジーを早期に採用する傾向があります。フォニックPhonicの冷却システムは、冷媒なしで食物を冷やすために使用されます開発中のもう1つの技術は、熱電冷却です。これには、デバイスの両側の間を熱を移動することが含まれます。電気エネルギーの適用により、熱は電流の方向に伝達されます。顕著な熱電スタートアップはフォノニックで、米国に拠点を置き、タイに追加の製造施設があります。データセンター、スーパーマーケット、その他の建物など、数百万のフォノニック冷却装置が現在使用されています。それらの冷却装置は、半導体材料を使用して熱を伝達するように、コンピューターチップと同様の方法で構築されています。「私たちのチップは本当に薄く、本当に小さくなりますが、彼らは本当に寒くなります。彼らはその冷たさを生成する際に少量の電力を消費しますが、彼らは1つの地獄のパンチを詰めます」と、PhononicのCEOであるTony Attiは言います。彼は、彼らの最高の状態で働くには、伝統的な冷蔵庫を常に走らせる必要があると言います。ただし、熱電デバイスは簡単にオンにすることができます。これにより、コスト、エネルギー使用、およびスペースの要件を削減するのに役立ちます。 「私たちはあなたがそれを必要としている場所でクールさを提示するのが好きです」とAtti氏は言います。 もう1つの利点は、熱電冷却が静かに動作できることです。 「それは可動部品がゼロだからです」とラスムッセン氏は説明します。 「材料レベルでの反応のため、熱は発生しています。」対照的に、標準の蒸気圧縮システムには、冷媒用のポンプ、コンデンサー、拡張器が含まれており、すべてがノイズの多くを生成します。異なるタイプの固体冷却は、エラストカロリーの冷却です。これにより、機械的ストレスを介してエラストカロリー材料に対する温度の変化が得られ、ストレスの適用とともに冷却したり熱くしたりする可能性があります。ヨーロッパの4か国の研究者は、特定の金属合金から作られた金属チューブを使用するエラストカロリーのエアコンであるSmacoolで協力しています。現時点では、Elastocaloricのプロトタイプは、商業空調よりもはるかに低い冷却能力を持っています。そして、Smacoolの可能な最大の効率は、従来のエアコンの効率よりもまだ低いですが、目的は A/Cのエネルギー効率を打ち負かします。しかし、進歩は継続しています。 香港の研究者が率いるチーム 最近、1,284Wの冷却力を達成したA/Cの代替品を作成しました。これは、初めてエラストカロリー装置が1,000Wマークを上回ったのです。 1つの革新は、蒸留水ではなくグラフェンナノ流体を使用して熱を移動することでした。全体として、ラスムッセン氏によると、ソリッドステートデバイスは一般に、従来の蒸気抑制エアコンほど強力ではありません。しかし、彼女は時間の経過とともにパフォーマンスの改善を期待しています。彼女はまた、手頃な価格の改善を期待しています。これまでのところ、固形状態の冷却は主に裕福な国に展開されてきました。重要な質問は、「これらのテクノロジーは、それを最も必要としている人にとって、冷却の最大の需要がどこから来ているのか、どこに手頃な価格であるかを拡大することができますか？」より多くのビジネス技術 #なぜ革新的な冷却技術が必要なのか