Ridurre drasticamente le emissioni di gas climalteranti fino ad arrivare alla completa decarbonizzazione interessa tutti i settori produttivi, inclusa la refrigerazione, commerciale e industriale. Quanto hanno ideato, studiato e messo a punto alcuni scienziati potrebbe davvero portare a questo risultato. In Australia, un team di ingegneri chimici della Deakin University, in collaborazione con colleghi dell’Università dell’Australia Occidentale, dell’Università di Sydney e della Monash University, ha scoperto che determinati cristalli ionici possono essere utilizzati come refrigerante, sostituendo potenzialmente il gas serra attualmente utilizzato nella maggior parte dei frigoriferi.
Il loro studio, pubblicato sulla rivista Science, ha come oggetto l’impiego di cristalli plastici ionici, particolari materiali barocalorici con determinate proprietà potenzialmente interessanti per la refrigerazione. Come è noto, i materiali barocalorici possono raffreddarsi spingendo un solido attraverso una transizione di fase con pressione, il che rappresenta un’alternativa alle strategie di compressione del vapore.
“I cristalli organici ionici di plastica sono materiali barocalorici potenzialmente attraenti. A temperature ambiente o inferiori, questi cristalli subiscono una transizione di fase con un effetto barocalorico relativamente grande, utilizzando una pressione relativamente bassa. Questa famiglia di materiali è ampia e le strutture sono sintonizzabili, aggiungendo flessibilità per trovare combinazioni di proprietà appropriate per applicazioni di raffreddamento”, spiegano gli scienziati nel loro articolo scientifico.
Ricerche precedenti avevano dimostrato che, quando pressurizzate, le molecole nei cristalli organici ionici passano da uno stato disorganizzato a una configurazione ordinata. Quando la pressione viene rilasciata, le molecole tornano al loro stato caotico. L’aspetto più importante che ha attirato l’interesse degli scienziati, riguarda il fatto che, quando vengono pressati in uno stato organizzato, i cristalli assorbono calore, raffreddando l’aria circostante.
Nel loro lavoro, i ricercatori hanno testato diversi tipi di tali cristalli per trovarne uno che raffreddasse in modo efficace l’aria circostante quando compresso a temperatura ambiente. Ne hanno individuati diversi in grado di estrarre calore dall’aria a temperature comprese tra -37 °C e 10 °C.
Per usare i cristalli come refrigerante, hanno costruito una camera di compressione per pressare i cristalli e hanno aggiunto una ventola per soffiare aria fredda nell’area attorno al dispositivo. Premendo e rilasciando ripetutamente i cristalli, hanno scoperto che funzionavano come refrigerante green.
L’idea è interessante, resta però il problema riguardante l’estrema quantità di pressione necessaria per comprimere i cristalli, che richiede molta energia. Le potenzialità, messe in rilievo dagli scienziati australiani, sono promettenti: questo gruppo potenzialmente ampio di materiali potrebbe fornire un raffreddamento efficiente dal punto di vista energetico a basse temperature, adatto per applicazioni residenziali e industriali.
