Một nhóm nhà khoa học tại Đại học Khoa học và Công nghệ King Abdullah (KAUST) ở Saudi Arabia vừa giới thiệu hệ thống làm mát mang tên NESCOD, có khả năng tạo hơi lạnh mà không cần điện lưới. Công nghệ này sử dụng muối, nước và ánh nắng mặt trời để vận hành, hứa hẹn mang lại giải pháp làm mát hiệu quả cho các khu vực thường xuyên đối mặt với nắng nóng cực đoan và thiếu điện.
Nguyên lý hoạt động độc đáo
Khác với điều hòa truyền thống cần máy nén và tiêu thụ điện lớn, NESCOD hoạt động dựa trên nguyên lý nhiệt động lực học tự nhiên. Hệ thống sử dụng ammonium nitrate (amoni nitrat) hòa tan trong nước. Khi muối tan, nó hấp thụ nhiệt từ môi trường xung quanh để phá vỡ các liên kết ion, tạo hiệu ứng làm lạnh nhanh.
Theo kết quả thử nghiệm được công bố bởi Royal Society of Chemistry, nhiệt độ trong hệ thống có thể giảm từ khoảng 25°C xuống còn 3,6°C trong vòng 20 phút. Công suất làm mát đạt tới 191 W/m2 trong điều kiện tiêu chuẩn.
Tái tạo bằng năng lượng mặt trời
Sau giai đoạn làm lạnh, hệ thống bước vào chu trình tái tạo bằng năng lượng mặt trời. Các nhà nghiên cứu KAUST đã phát triển bộ tái tạo năng lượng mặt trời 3D nhằm tách nước khỏi dung dịch muối. Khi nước bốc hơi, amoni nitrat kết tinh trở lại và sẵn sàng cho chu kỳ làm mát tiếp theo.
Cơ chế này giúp NESCOD có thể tái sử dụng liên tục mà không cần nguồn điện ngoài. Dưới cường độ nắng tiêu chuẩn, hệ thống có thể làm bay hơi khoảng 2,2 kg nước/m2/giờ và duy trì nhiệt độ trong khoảng 5-15°C.
Ứng dụng thực tiễn và lợi ích
Ngoài khả năng làm mát, công nghệ còn có thể thu hồi hơi nước để tái sử dụng với mức tạp chất dưới 1 ppm, đặc biệt hữu ích tại các khu vực khô hạn và thiếu nước. KAUST cho biết NESCOD được thiết kế cho các khu vực xa lưới điện, vùng khí hậu sa mạc hoặc những nơi dễ xảy ra thiên tai, nơi điều hòa truyền thống khó triển khai vì phụ thuộc nguồn điện ổn định.
Việc sử dụng amoni nitrat giúp giảm chi phí vận hành bởi đây là vật liệu phổ biến, giá rẻ và đã được sản xuất quy mô lớn trên thế giới. Các nhà nghiên cứu nhận định công nghệ này có thể góp phần giảm đáng kể mức tiêu thụ điện dành cho làm mát, đồng thời hỗ trợ mục tiêu phát triển bền vững trong bối cảnh nhiệt độ toàn cầu tiếp tục tăng cao.
NESCOD hiện vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu và tối ưu hóa, song nhiều chuyên gia đánh giá đây có thể là một trong những hướng phát triển đáng chú ý nhất của ngành làm mát xanh trong tương lai.
