Descrizione del progetto
Concetto innovativo di elastocalorica per la tecnologia del raffreddamento
La domanda di metodi diversi di raffreddamento è in aumento in tutto il mondo, ma la tecnologia di refrigerazione standard basata sulla compressione del vapore è inefficiente e dannosa per l’ambiente. Il raffreddamento elastocalorico è una tecnologia di refrigerazione allo stato solido promettente, che però deve affrontare due sfide fondamentali: la geometria del rigeneratore elastocalorico e l’esistenza di un meccanismo di guida per supportare lo scarico di questo generatore. Il progetto SUPERCOOL, finanziato dall’UE, applicherà un approccio unico per progettare rigeneratori elastocalorici avanzati con strutture complesse e un meccanismo di guida basato sul principio del recupero della forza. Il progetto combinerà gli elementi fondamentali di questo concetto innovativo di elastocalorica in un dispositivo prototipo, presentando una tecnologia di raffreddamento più efficiente e dall’impatto inquinante ridotto.
Obiettivo
Cooling, refrigeration and air-conditioning are crucial for our modern society. In the last decade, the global demands for cooling are growing exponentially. The standard refrigeration technology, based on vapour compression, is old, inefficient and environmentally harmful. In the SUPERCOOL project we will exploit the potential of elastocaloric cooling, probably the most promising solid-state refrigeration technology, which utilizes the latent heat associated with the martensitic transformation in superelastic shape-memory alloys. We have already demonstrated a novel concept of utilizing the elastocaloric effect (eCE) by introducing a superelastic porous structure in an elastocaloric regenerative thermodynamic cycle. Our preliminary results, recently published in Nature Energy, show the tremendous potential of such a system. However, two fundamental challenges remain. First, we need to create a geometry of the superelastic porous structure (elastocaloric regenerator) to ensure sufficient fatigue life, a large eCE and rapid heat transfer. Second, we must have a driver mechanism that can effectively utilize the work released during the unloading of the elastocaloric regenerator. To succeed I am proposing a unique approach to design advanced elastocaloric regenerators with complex structures together with a driver mechanism with the force-recovery principle. We will employ a systematic characterization and bottom-up linking of all three crucial aspects of the elastocaloric regenerator, i.e. the thermo-hydraulic properties, the stability and the structural fatigue, together with a new solution for force recovery in effective drivers. Based on these theoretical, numerical and experimental results we will combine both key elements of our novel elastocaloric concept into a prototype device, which could be the first major breakthrough in cooling technologies for 100 years, providing greater efficiency and reduced levels of pollution, by applying a solid-state refrigerant.
Campo scientifico
Parole chiave
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC-STG - Starting GrantIstituzione ospitante
1000 Ljubljana
Slovenia