Le Maryland aujourd'hui

Par Nancy Grund 07 juin 2023

La climatisation, la réfrigération et les autres technologies de refroidissement représentent plus de 20 % de la consommation énergétique mondiale actuelle, tandis que les réfrigérants qu'ils utilisent ont un potentiel de réchauffement planétaire des milliers de fois supérieur à celui du dioxyde de carbone. Dans une étude récente publiée dans la revue Science, une équipe dirigée par le professeur de science et d'ingénierie des matériaux Ichiro Takeuchi et les professeurs de génie mécanique Reinhard Radermacher et Yunho Hwang a présenté un système de refroidissement élastocalorique haute performance qui pourrait représenter la prochaine génération de dispositifs de refroidissement.

Takeuchi l'appelle "une technologie de refroidissement complètement différente, complètement verte et respectueuse de l'environnement, qui contourne les réfrigérants chimiques pour s'appuyer essentiellement sur la poussée et la traction de pièces de métal pour créer un refroidissement". Les matériaux caloriques - y compris les matériaux magnétocaloriques, électrocaloriques et élastocaloriques - peuvent subir une transition et une libération de phase, et absorber de la chaleur lors de l'application de divers champs et forces mécaniques. La principale caractéristique est la compression et la libération de tubes en nickel-titane (NiTi) résistants à la fatigue configurés dans une architecture d'échange de chaleur polyvalente et multimode.

"Il y a plus d'une décennie, nous jouions juste avec un fil NiTi", a déclaré Takeuchi. "En l'étirant, vous pouviez obtenir un effet de refroidissement substantiel que l'on pouvait ressentir à la main. C'est à ce moment-là que nous avons commencé à penser à appliquer le concept à un dispositif de refroidissement." Les travaux ultérieurs du laboratoire ont été financés par le Département américain de l'énergie pendant plus d'une décennie.

L'équipe affirme qu'il est possible d'améliorer suffisamment les performances de son système pour rendre la technologie commercialement viable d'ici plusieurs années. Un prototype actuel peut produire 200 watts de capacité de refroidissement, suffisamment pour alimenter un réfrigérateur à vin compact, avec des plans d'extension aux unités de fenêtre, aux systèmes de refroidissement pour toute la maison et éventuellement aux systèmes commerciaux de CVC.