Jenny Nuss/Laboratoire de Berkeley
Les scientifiques du Lawrence Berkeley National Laboratory ont développé un nouveau moyen potentiel de réfrigération alternative : le refroidissement ionocalorique. La méthode implique des atomes ou des molécules (ions) chargés électriquement qui modifient le point de fusion d’un matériau solide, un peu comme l’ajout de sel sur les routes avant qu’une tempête hivernale ne modifie la formation de la glace. Leur expérience de preuve de principe a utilisé du sel composé d’iode et de sodium avec un solvant organique pour obtenir un refroidissement économe en énergie, selon un article récent publié dans la revue Science.
« Le paysage des réfrigérants est un problème non résolu : personne n’a réussi à développer une solution alternative qui rende les choses froides, fonctionne efficacement, soit sûre et ne nuise pas à l’environnement », a déclaré le co-auteur Drew Lilley. « Nous pensons que le cycle ionocalorique a le potentiel d’atteindre tous ces objectifs s’il est réalisé de manière appropriée. »
Il y a une longue histoire de scientifiques à la recherche de meilleures alternatives pour la réfrigération, y compris un réfrigérateur conçu par les physiciens Albert Einstein et Leo Szilard. L’impulsion de la collaboration des deux hommes s’est produite en 1926, lorsque les journaux ont rapporté la mort tragique de toute une famille à Berlin en raison de vapeurs de gaz toxiques qui se sont échappées dans toute la maison pendant leur sommeil – le résultat d’un sceau de réfrigérateur brisé. De telles fuites se produisaient à une fréquence alarmante alors que de plus en plus de personnes remplaçaient les glacières traditionnelles par des réfrigérateurs mécaniques modernes, qui utilisaient des gaz toxiques comme le chlorure de méthyle, l’ammoniac et le dioxyde de soufre comme réfrigérants. Einstein a été profondément affecté par la tragédie et a dit à Szilard qu’il devait y avoir une meilleure conception.
Einstein et Szilard ont concentré leur attention sur les réfrigérateurs à absorption, dans lesquels une source de chaleur – à l’époque, une flamme de gaz naturel – est utilisée pour piloter le processus d’absorption et libérer le liquide de refroidissement d’une solution chimique, au lieu d’un compresseur mécanique. Une version antérieure de cette technologie avait été introduite en 1922 par des inventeurs suisses, et Szilard a trouvé un moyen d’améliorer leur conception, en s’appuyant sur son expertise en thermodynamique. Sa source de chaleur conduisait une combinaison de gaz et de liquides à travers trois circuits interconnectés : ammoniac, butane et eau sous pression, sans avoir besoin d’électricité pour faire fonctionner l’appareil (selon votre choix de source de chaleur) et sans pièces mobiles.
Un côté contenait un ballon rempli de butane (l’évaporateur), qui était injecté par une nouvelle vapeur (l’ammoniac) juste au-dessus du butane, créant ce différentiel très important. Cela réduirait la température d’ébullition et, à mesure que l’eau liquide bouillait, elle sapait l’énergie de son environnement, refroidissant le compartiment dans le processus. Le concept de réfrigérateur d’Einstein et Szilard n’est jamais devenu un produit commercial. L’introduction du réfrigérant non toxique, le fréon, en 1930 s’est avérée plus économique.
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