پژوهشگران دانشگاه علم و فناوری ملک عبدالله در عربستان سعودی برای خنکسازی بدون نیاز به برق، سیستمی به نام «نسکود» (NESCOD) طراحی کردهاند که حتی در گرمای شدید نیز بدون نیاز به برق کار میکند و میتواند برای سرمایش در مناطق فاقد شبکه برق یا نواحی بسیار گرم راهکاری پایدار ارائه دهد.
به گزارش تایمز هند، این سیستم که جزئیات آن طی مقالهای در نشریه انجمن سلطنتی شیمی شرح داده شده است، با استفاده از ویژگیهای ترمودینامیکی «انحلال گرماگیر» (Endothermic Dissolution) عمل میکند؛ فرایندی شیمیایی که در آن، یک ماده هنگام حل شدن، گرما را از محیط اطراف جذب میکند و باعث کاهش دما میشود.
نسکود انرژی خورشیدی را جذب و برای استفاده بعدی در فرایند سرمایش ذخیره میکند؛ اقدامی که از نگاه پژوهشگران، گامی مهم در مهندسی محیط زیست محسوب میشود. این فناوری میتواند بخشی از هزینههای برق مرتبط با سرمایش را حذف کند و در عین حال، آسیبهای زیستمحیطی ناشی از سیستمهای سرمایشی سنتی را کاهش دهد.
این سیستم بر پایه یک چرخه ترمودینامیکی دو مرحلهای کار میکند: سرمایش از طریق حل کردن و بازیابی ماده حلشونده با انرژی خورشیدی. در مرحله سرمایش، نمکی به نام نیترات آمونیوم در آب حل میشود. این واکنش شیمیایی گرماگیر است، یعنی برای شکستن پیوندهای یونی نمک، گرما را از محیط اطراف جذب میکند و در نتیجه دمای مایع بهسرعت کاهش مییابد. آزمایشهای انجامشده در آزمایشگاه نشان دادهاند که این سیستم در شرایط استاندارد میتواند توان سرمایشی تا ۱۹۱ وات بر مترمربع ایجاد کند.
نسکود چگونه با نور خورشید «شارژ» میشود؟
پژوهشگران برای تبدیل این فناوری به سیستمی پایدار و قابل استفاده مکرر، یک «بازیاب خورشیدی سهبعدی» طراحی کردهاند. این بخش با استفاده از نور خورشید، آب موجود در محلول نمک را به بخار تبدیل میکند. با تبخیر آب، نیترات آمونیوم دوباره به شکل بلور درمیآید و سامانه عملا برای یک چرخه سرمایشی جدید شارژ میشود.
به این ترتیب، اثر سرمایشی میتواند ذخیره شود و هر زمان نیاز بودــ چه در شب و چه در فصل دیگری از سالــ استفاده شود، زیرا فرایند انحلال و بازتولید ماده جداگانه انجام میشوند.
Read More
This section contains relevant reference points, placed in (Inner related node field)
عملکرد پایدار حتی پس از چندین چرخه
طبق نتایج این پژوهش، نسکود حتی پس از چندین بار استفاده نیز توان خنککنندگی خود را حفظ میکند. این سیستم در شرایط تابش خورشیدی استاندارد، حدود ۲.۲ کیلوگرم آب در هر مترمربع در ساعت تبخیر میکند و میتواند دما را در محدوده ۵ تا ۱۵ درجه سانتیگراد نگه دارد؛ دمایی که برای زنجیره سرد، نگهداری مواد غذایی و سرمایش فضا مناسب است.
علاوه بر این، سامانه قادر است بخار آب تولیدشده را جمعآوری و بازیافت کند، بهطوری که میزان ناخالصی آب بازیافتی کمتر از یک قسمت در میلیون (ppm) گزارش شده است. این ویژگی برای مناطق خشک و کمآب اهمیت ویژهای دارد.
هزینه پایین و امکان استفاده گسترده
پژوهشگران تاکید کردهاند که مواد استفادهشده در نسکود، بهویژه نیترات آمونیوم، هم ارزاناند و هم در صنعت کودهای شیمیایی بهطور گسترده استفاده میشوند؛ موضوعی که این ماده را به یک حامل پایدار انرژی شیمیایی تبدیل میکند.
از سوی دیگر، بازیاب خورشیدی سهبعدی این سیستم با ساختاری طراحی شده است که سطح تماس بالایی دارد و حتی با ابعاد کوچک، نیز نرخ تبخیر بالایی ایجاد میکند. این موضوع هزینه مواد اولیه را نسبت به بسیاری از سیستمهای خورشیدیــحرارتی دیگر کاهش میدهد.
پژوهشگران معتقدند همین مزیت اقتصادی میتواند نسکود را برای استفاده گسترده در کشورهای در حال توسعه و مناطق دورافتادهای که زیرساخت برقرسانی در آنها یا بسیار پرهزینه است یا اساسا وجود ندارد، به گزینهای مناسب تبدیل کند.
