ابداع آلیاژی الاستیک که 20 برابر بیشتر از فلزات گرم و سرد می شود
به گزارش گروه هوش مصنوعی، دانشمندان موفق به ابداع یک فلز قابل کشش شده اند که 20 برابر بهتر از آلیاژهای سنتی گرم و سرد می شود.
به گزارش گروه هوش مصنوعی به نقل از ایسنا، یک آلیاژ مهندسی شده که به آسانی با کشش، گرم و سرد می شود، احیانا کارآمدترین پمپ حرارتی حالت جامد را ارائه می کند و پیشرفتی است که می تواند آینده گرمایش بدون استفاده از سوخت های فسیل را تغییر دهد.
به نقل از آی ای، این آلیاژ الاستیک جدید «Ti₇₈Nb22» نام دارد که توسط محققان دانشکده مهندسی دانشگاه علم و فناوری هنگ کنگ(HKUST) توسعه یافته است و عملکرد فوق العاده ای را ارائه می کند.
هنگامی که کشیده یا فشرده می شود، تغییر دمای برگشت پذیر را از خود نشان داده است که 20 برابر بیشتر از فلزات معمولی است و آنرا به یک رقیب قوی برای جایگزینی با فناوری های گرمایش و سرمایش سنتی با بخار تبدیل میکند.
دکتر لی شیائو(LI Qiao)، نویسنده ارشد این مطالعه و استادیار پژوهشی دانشگاه هنگ کنگ در یک بیانیه مطبوعاتی اظهار داشت: با تشدید تلاشهای جهانی برای کربن زدایی، این فناوری چاره ای دگرگون کننده برای جایگزینی گرمایش مبتنی بر سوخت فسیلی ارائه می کند. ما هم اکنون درحال توسعه نمونه اولیه پمپ های حرارتی با استفاده از این آلیاژ برای کاربردهای صنعتی هستیم.
استفاده از کشسانی برای گرمای سبز
از سیستم های منطقه ای در ساختمان ها تا فرآیندهای با دمای بالا در صنعت، تقریبا نیمی از کل انرژی مصرفی جهان به انرژی حرارتی نیاز دارد.
این تقاضا هنوز تا حد زیادی با سوزاندن سوخت های فسیلی برآورده می شود که منجر به انتشار گازهای گلخانه ای قابل توجهی می شود.
پمپ های حرارتی حالت جامد مبتنی بر انتقال فاز، جایگزین تمیزتری هستند، اما کارآمدی آنها تنها به ۵۰ تا ۷۰ درصد محدود می شود.
ارتقاء عملکرد و پایداری فناوری های پمپاژ حرارتی همچنان یک چالش مهم جهانی است.
برای رفع این مشکل، پروفسور سان کینگ پینگ(SUN Qingping) و گروهش از دپارتمان مهندسی مکانیک و هوافضا(MAE) یک روش جدید پمپاژ حرارتی را معرفی کرده اند که گرمای ساخته شده از راه تغییر شکل الاستیک را در پدیده ای به نام «اثر ترموالاستیک»(TeE) مهار می کند.
رد شدن از مرزهای قدیمی
باآنکه اثر ترموالاستیک(TeE) برای نخستین بار توسط دانشمندان قرن 19، کلوین، ژول و دوهامل کشف شد، اما مدتهاست که به علت کاربرد عملی بسیار ضعیف، کنار گذاشته شده است.
تیم پروفسور سان این فرض را با مهندسی یک پلی کریستال مارتنزیتی Ti7Nb22 به چالش کشید که تحت تغییر شکل الاستیک خطی، تغییر دمای برگشت پذیر را نشان داده است و این تغییر دما حدود 20 برابر بیشتر از تغییر دمای فلزات معمول است.
قابل توجه است که این آلیاژ همینطور در طول چرخه پمپاژ حرارتی به حدود 90 درصد بازده می رسد که با مبردهای تجاری متراکم کننده بخار برابری می کند.
پروفسور سان اظهار داشت: این اکتشاف، تصور دیرینه و تثبیت شده را تغییر می دهد که اثر ترموالاستیک بسیار ضعیف تر از آن است که مفید باشد. تحقیقات ما نشان داده است که تغییر شکل الاستیک خطی به تنهایی می تواند برای پمپاژ حرارتی بسیار کارآمد استفاده گردد.
محققان همینطور پیشنهاد می کنند که میتوان با توسعه آلیاژهای فِروالاستیک با انبساط حرارتی بالاتر، عملکرد بیشتری را به دست آورد که به صورت بالقوه تغییر دما تا 22 کلوین را بوجود می آورد.
این پیشرفت نشان دهنده نخستین رویکرد مبتنی بر انتقال فاز برای تأمین گرمای با راندمان بالا و سازگار با محیط زیست است که راه های جدیدی را برای فناوری های مدیریت حرارتی پایدار باز می کند.
این مطالعه در مجله Nature Communications انتشار یافته است.
منبع: iagrp.ir
مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب