La necessità di puntare su scelte sempre più sostenibili ed efficienti per la refrigerazione sta portando la scienza a esplorare nuovi fronti. Uno dei più recenti e promettenti riguarda la refrigerazione termogalvanica. Essa sfrutta reazioni elettrochimiche reversibili per generare un effetto di raffreddamento. Questo metodo richiede molta meno energia rispetto ai sistemi di raffreddamento convenzionali, rendendolo conveniente e scalabile per applicazioni che vanno dai dispositivi di raffreddamento personali all’uso industriale su larga scala.
Un team di scienziati cinesi dell’Università di Scienza e Tecnologia di Huazhong ha esplorato caratteristiche e potenziali benefici di questa nuova tecnologia di raffreddamento. Le celle termogalvaniche convertono il calore in energia elettrica tramite reazioni elettrochimiche reversibili. Invertendo questo processo, applicando una corrente elettrica esterna per guidare queste reazioni, è possibile generare freddo. Mentre le ricerche precedenti suggerivano un potenziale di raffreddamento limitato, il team cinee ha migliorato significativamente le prestazioni, perfezionando la composizione chimica del sistema, sbloccando nuove possibilità per applicazioni pratiche.
Le celle termodinamiche di raffreddamento si basano su reazioni redox elettrochimiche che coinvolgono ioni di ferro disciolti. Modificando i soluti e i solventi utilizzati nella soluzione elettrolitica, i ricercatori sono stati in grado di migliorare la potenza di raffreddamento della cella idrogalvanica. Hanno utilizzato un sale di ferro idrato contenente perclorato, che ha aiutato gli ioni di ferro a dissolversi e dissociarsi più liberamente rispetto ad altri sali contenenti ferro precedentemente testati come il ferricianuro. Sciogliendo i sali di ferro in un solvente contenente nitrili anziché in acqua pura, gli scienziati sono stati in grado di migliorare la potenza di raffreddamento della cella idrogalvanica del 70%.
Il sistema ottimizzato è stato in grado di raffreddare l’elettrolita circostante di 1,42 K, il che rappresenta un notevole miglioramento rispetto alla capacità di raffreddamento di 0,1 K riportata dai sistemi termogalvanici pubblicati in precedenza.
Guardando al futuro, il team prevede di continuare a ottimizzare la progettazione del sistema e sta anche studiando potenziali applicazioni commerciali.
