Opis projektu
Innowacyjna koncepcja elastokaloryczna w technologii chłodzenia
Na całym świecie wzrasta zapotrzebowanie na różne metody chłodzenia. Jednakże standardowe technologie zamrażania opierające się na sprężaniu gazów są nieskuteczne i szkodliwe dla środowiska. Obiecującą technologią zamrażania opartą na ciele stałym jest chłodzenie elastokaloryczne. Niemniej jednak technika ta wiąże się z dwoma podstawowymi problemami dotyczącymi geometrii generatora elastokalorycznego oraz istnieniem mechanizmu aktywującego wspomagającego rozładowanie tego generatora. W związku z tym zespół finansowanego ze środków UE projektu SUPERCOOL zastosuje unikalne podejście do projektowania zaawansowanych regeneratorów elastokalorycznych o złożonych strukturach, a także mechanizmu aktywującego opartego na zasadzie siły-regeneracji. Projekt połączy kluczowe elementy innowacyjnej koncepcji elastokalorycznej w prototypowym urządzeniu, zapewniającym chłodzenie o większej skuteczności, przy mniejszym zanieczyszczeniu.
Cel
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.
Dziedzina nauki
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-STG - Starting GrantInstytucja przyjmująca
1000 Ljubljana
Słowenia