Tipinės šaldymo sistemos veikia garavimo–kondensacijos ciklu: įrenginyje esantis skystis iš aplinkos sugeria šilumą, išgaruoja, vėliau kondensuojasi ir pavirsta dujomis, kurios per uždarą vamzdį transportuojamos ir vėl kondensuojamos į skystį. Nors šis metodas veikia jau daugiau nei šimtmetį, daugelis naudojamų šaldymo medžiagų turi didelį neigiamą poveikį aplinkai.
Jonokalorinis vėsinimas siūlo kitokį principą: jis išnaudoja pokyčius, kurie vyksta, kai medžiaga keičia fazę. Paprasčiausias pavyzdys — ledas, tirpdamas, sugeria šilumą iš aplinkos ir taip ją atvėsina. Vietoje to, kad keltume erdvės temperatūrą, kad ledas tiprtų, mes pasitelkiame jonokalorinius ciklus, kurie keičia lydymosi temperatūrą jonų judėjimu — elektros srovė stumia įkrautas daleles ir taip verčia medžiagą keisti savo fazę.
Ledukai
Lawrence Berkeley nacionalinės laboratorijos ir Kalifornijos universiteto Berklio mokslininkų 2023 m. pristatytas modelis ir pirmieji eksperimentai parodė, kad šis metodas gali būti itin efektyvus. Tyrėjai atliko bandymus su jodu ir natrio druska etilenkarbonato tirpiklyje — medžiagoje, kuri plačiai naudojama ličio jonų baterijose. Eksperimente, taikant mažesne nei 1 volto įtampą, užfiksuotas temperatūros kritimas net 25 laipsniais. Mokslininkų teigimu šis rezultatas gerokai lenkia ankstesnes technologijas.
Komandos nariai pabrėžia tris pagrindinius šios technologijos tikslus: mažas šaldymo medžiagos pasaulinio atšilimo potencialas, energijos efektyvumas ir įrangos savikaina. „Nuo pat pirmųjų bandymų duomenys atrodo labai perspektyvūs visais trim aspektais“, — sakė mechanikos inžinierius Ravi Prasher iš Lawrence Berkeley laboratorijos.
Iki komercinių sprendimų dar toli.
Vis dėlto mokslininkai įspėja, kad iki komercinių sprendimų dar toli: reikia perkelti technologiją iš laboratorinių prototipų į didesnio masto sistemas, išspręsti inžinerinius iššūkius ir optimizuoti medžiagų derinius. Vyksta eksperimentai su įvairiomis druskomis — naujausi tarptautinės komandos 2025 m. rezultatai rodo, kad nitratų pagrindu pagamintos druskos, apdorotos elektros laukais ir membranomis, suteikia ypač gerų rezultatų.
Jonokalorinis vėsinimas žada saugesnę ir ekologiškesnę alternatyvą tradiciniams aušinimo metodams, tačiau prireiks dar daugybės papildomų bandymų ir technologinių sprendimų, kol ši idėja taps prieinama kiekvienam.