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Toward efficient and environmentally-friendly cooling using active electrocaloric regeneration

Description du projet

Tirer parti de l’effet électrocalorique pour un refroidissement plus efficace

Le refroidissement fait partie intégrante de tout processus industriel, étant donné que la chaleur générée par l’équipement peut nuire aux performances et au rendement. Les méthodes actuelles de refroidissement industriel présentent des inconvénients importants, à savoir des coûts élevés, une efficacité limitée et des impacts environnementaux. Les méthodes de refroidissement fondées sur l’effet électrocalorique (EC), par lequel un matériau subit un changement de température réversible sous l’effet d’un champ électrique, constituent une alternative prometteuse. Financé par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet ElectroCool a pour objectif d’éliminer les obstacles associés au refroidissement EC, à savoir une faible amplitude thermique et une courte durée de vie en fatigue, ainsi qu’une forte tension appliquée. Son objectif est de mettre au point le premier dispositif EC régénératif présentant une forte amplitude thermique et une longue durée de vie en fatigue, proposant ainsi une solution de refroidissement efficace et respectueuse de l’environnement.

Objectif

Cooling accounts for 17 % of total global electricity consumption. Vapor compression cooling dominated the markets, which
uses refrigerants that can leak to the environment and exhibits low efficiency. By contrast, cooling based on an electric-field
driven change in temperature of certain materials, i.e. the electrocaloric (EC) effect, promises an environmentally-friendly
technology with high efficiency. However, three key obstacles have prevented EC cooling from becoming commercially
relevant: small temperature span, low fatigue life, and high applied voltage.

This project has an ambitious goal of gaining insight into a regenerative EC cooler, which will enable the design and
fabrication of the first regenerative EC device exhibiting a large temperature span with long fatigue life. Performance targets
include a temperature span of 20 K, a fatigue life of 10000 cycles, and a low applied voltage. The research is organized into
three work packages: (1) advanced material characterization, (2) high-fidelity system modelling, and (3) demonstration of a
high-performance demonstrator. To achieve this challenging goal, a strong collaboration will take place between three
leading institutions, i.e. the Technical University of Denmark, the University of Cambridge, and the University of Barcelona.
The applicant is currently at forefront of international advances in developing regenerative cooling technologies, with
internationally recognized awards, 24 peer-reviewed publications, and 11 innovation patents.

The project will demonstrate a new concept of a robust, high performance electrocaloric cooler, which is expected to
transform the current cooling technology to the new one that is environmentally friendly and efficient. A timely award of the
Marie Skłodowska-Curie Fellowship will provide the applicant the necessary resources and access to expertise to make
rapid progress in this emerging research area and become an independent researcher, ready to compete globally.

Coordinateur

DANMARKS TEKNISKE UNIVERSITET
Contribution nette de l'UE
€ 230 774,40
Adresse
ANKER ENGELUNDS VEJ 101
2800 Kongens Lyngby
Danemark

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Région
Danmark Hovedstaden Københavns omegn
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
Aucune donnée

Partenaires (2)