పరిశోధకులు జనవరి 30 న సెల్ ప్రెస్ జర్నల్‌లో నివేదిస్తారు జూల్ శీతలీకరణ యొక్క మరింత సమర్థవంతమైన మరియు పర్యావరణ అనుకూలమైన రూపం హోరిజోన్లో ఉండవచ్చు. కొత్త సాంకేతిక పరిజ్ఞానం థర్మోగల్వానిక్ కణాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది, ఇది రివర్సిబుల్ ఎలెక్ట్రోకెమికల్ రియాక్షన్ ద్వారా శీతలీకరణ ప్రభావాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. థర్మోగాల్వానిక్ శీతలీకరణ ఇతర శీతలీకరణ పద్ధతుల కంటే చౌకైనది మరియు పర్యావరణ అనుకూలమైనది, ఎందుకంటే దీనికి చాలా తక్కువ శక్తి ఇన్పుట్ అవసరం, మరియు దాని స్కేలబిలిటీ అంటే దీనిని వివిధ అనువర్తనాలకు ఉపయోగించవచ్చు-ధరించగలిగే శీతలీకరణ పరికరాల నుండి పారిశ్రామిక-గ్రేడ్ దృశ్యాలు వరకు.
“థర్మోగాల్వానిక్ టెక్నాలజీ మన జీవితాలకు వెళుతోంది, స్వచ్ఛమైన విద్యుత్ లేదా తక్కువ-శక్తి శీతలీకరణ రూపంలో, మరియు పరిశోధన మరియు వాణిజ్య వర్గాలు రెండూ శ్రద్ధ వహించాలి” అని వుహాన్ లోని హువాజోంగ్ యూనివర్శిటీ ఆఫ్ సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీ యొక్క సీనియర్ రచయిత జియాంగ్జియాంగ్ డువాన్ చెప్పారు , చైనా.
థర్మోగల్వానిక్ కణాలు విద్యుత్ శక్తిని సృష్టించడానికి రివర్సిబుల్ ఎలెక్ట్రోకెమికల్ ప్రతిచర్యల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన వేడిని ఉపయోగిస్తాయి. సిద్ధాంతంలో, ఈ ప్రక్రియను తిప్పికొట్టడం – ఎలక్ట్రోకెమికల్ ప్రతిచర్యలను నడపడానికి బాహ్య విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని వర్తింపజేయడం – శీతలీకరణ శక్తిని ఉత్పత్తి చేయడానికి వీలు కల్పిస్తుంది. మునుపటి అధ్యయనాలు థర్మోగల్వానిక్ కణాలు శీతలీకరణ శక్తిని ఉత్పత్తి చేయడానికి పరిమిత సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉన్నాయని తేలింది, అయితే డువాన్ బృందం సాంకేతిక పరిజ్ఞానంలో ఉపయోగించే రసాయనాలను ఆప్టిమైజ్ చేయడం ద్వారా ఈ సామర్థ్యాన్ని నాటకీయంగా పెంచగలిగింది.
“మునుపటి అధ్యయనాలు ఎక్కువగా అసలు సిస్టమ్ డిజైన్ మరియు సంఖ్యా అనుకరణపై దృష్టి సారించినప్పటికీ, మేము థర్మోగల్వానిక్ ఎలక్ట్రోలైట్ల యొక్క హేతుబద్ధమైన మరియు సార్వత్రిక రూపకల్పన వ్యూహాన్ని నివేదిస్తాము, ఆచరణాత్మక అనువర్తనానికి అందుబాటులో ఉన్న రికార్డు-అధిక శీతలీకరణ పనితీరును అనుమతిస్తుంది” అని డువాన్ చెప్పారు.
శీతలీకరణ థర్మోడైనమిక్ కణాలు కరిగిన ఇనుప అయాన్లతో కూడిన ఎలక్ట్రోకెమికల్ రెడాక్స్ ప్రతిచర్యలపై ఆధారపడి ఉంటాయి. ప్రతిచర్య యొక్క ఒక దశలో, ఇనుప అయాన్లు ఎలక్ట్రాన్ను కోల్పోతాయి మరియు వేడిని గ్రహిస్తాయి (Fe3+ → FE2+), మరియు ఇతర దశలో, వారు ఎలక్ట్రాన్ మరియు విడుదల వేడి (Fe ని విడుదల చేస్తారు2+ → FE3+). మొదటి ప్రతిచర్య ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన శక్తి చుట్టుపక్కల ఎలక్ట్రోలైట్ ద్రావణాన్ని చల్లబరుస్తుంది మరియు మొదటి ప్రతిచర్య ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన వేడి హీట్ సింక్ ద్వారా తొలగించబడుతుంది.
ఎలక్ట్రోలైట్ ద్రావణంలో ఉపయోగించిన ద్రావణాలు మరియు ద్రావకాలను సర్దుబాటు చేయడం ద్వారా, పరిశోధకులు హైడ్రోగాల్వానిక్ సెల్ యొక్క శీతలీకరణ శక్తిని మెరుగుపరచగలిగారు. వారు పెర్క్లోరేట్ కలిగిన హైడ్రేటెడ్ ఇనుప ఉప్పును ఉపయోగించారు, ఇది ఇనుప అయాన్లు గతంలో పరీక్షించిన ఇతర ఇనుము కలిగిన లవణాలతో పోలిస్తే మరింత స్వేచ్ఛగా కరిగించడానికి మరియు విడదీయడానికి సహాయపడింది. ఇనుము లవణాలను స్వచ్ఛమైన నీటి కంటే నైట్రిల్స్ కలిగి ఉన్న ద్రావకంలో కరిగించడం ద్వారా, పరిశోధకులు హైడ్రోగాల్వానిక్ సెల్ యొక్క శీతలీకరణ శక్తిని 70%మెరుగుపరచగలిగారు.
ఆప్టిమైజ్ చేసిన వ్యవస్థ చుట్టుపక్కల ఎలక్ట్రోలైట్‌ను 1.42 K ద్వారా చల్లబరచగలిగింది, ఇది గతంలో ప్రచురించిన థర్మోగల్వానిక్ వ్యవస్థలచే నివేదించబడిన 0.1 K శీతలీకరణ సామర్థ్యంతో పోలిస్తే పెద్ద మెరుగుదల.
ముందుకు చూస్తే, బృందం వారి సిస్టమ్ రూపకల్పనను ఆప్టిమైజ్ చేయడాన్ని కొనసాగించాలని యోచిస్తోంది మరియు సంభావ్య వాణిజ్య అనువర్తనాలను కూడా పరిశీలిస్తోంది.
“మా అధునాతన ఎలక్ట్రోలైట్ వాణిజ్యపరంగా లాభదాయకంగా ఉన్నప్పటికీ, ఈ సాంకేతిక పరిజ్ఞానం యొక్క ఆచరణాత్మక అనువర్తనాన్ని ప్రోత్సహించడానికి సిస్టమ్-స్థాయి రూపకల్పన, స్కేలబిలిటీ మరియు స్థిరత్వంలో మరిన్ని ప్రయత్నాలు అవసరం” అని డువాన్ చెప్పారు. “భవిష్యత్తులో, నవల యంత్రాంగాలు మరియు అధునాతన పదార్థాలను అన్వేషించడం ద్వారా థర్మోగల్వానిక్ శీతలీకరణ పనితీరును నిరంతరం మెరుగుపరచాలని మేము లక్ష్యంగా పెట్టుకున్నాము. సంభావ్య అనువర్తన దృశ్యాల వైపు విభిన్న రిఫ్రిజిరేటర్ ప్రోటోటైప్‌లను అభివృద్ధి చేయడానికి కూడా మేము ప్రయత్నిస్తున్నాము మరియు థర్మోగాల్వానిక్ సాంకేతిక పరిజ్ఞానం యొక్క వాణిజ్యీకరణను ప్రోత్సహించడానికి ఆవిష్కరణ సంస్థలతో సహకరించడానికి ప్రయత్నిస్తున్నాము. “
