Esta descoberta, feita pela equipa do professor Peng Wang da Universidade de Ciência e Tecnologia King Abdullah, responde a um grande desafio do nosso tempo. À medida que o aquecimento global se intensifica ondas calor e mais de 700 milhões de pessoas vivem sem acesso à eletricidade, estes cientistas desenvolveram uma tecnologia revolucionária chamada Nescod (sigla para sem eletricidade e refrigeração sustentável sob demanda). Este sistema explora as propriedades físico nitrato de amônio para criar frio sem consumirenergia elétrico.
Nitrato de amônio, um sal com propriedades excepcionais
O princípio de funcionamento baseia-se num fenómeno químico cativante: a dissolução endotérmico. Ao contrário das reações que liberam calor, certas transformações absorvem calor do ambiente. Isto é exatamente o que acontece quando o nitrato de amônio se dissolve na água.
As equipes de Kaust testaram vários tipos de sais para identificar os mais eficazes. O nitrato de amônio se estabeleceu graças à sua excepcional solubilidade: 1.180 gramas por litro em água a 0°C e até 8.710 gramas por litro em água a 100°C. Esta característica confere-lhe um poder de refrigeração quatro vezes superior ao do cloreto de amônio, seu concorrente direto.
O benefício deste composto não para no seu desempenho. Amplamente utilizado na indústria de fertilizantes, o nitrato de amônio permanece financeiramente acessível e fácil de armazenar. A sua conservação a longo prazo não apresenta dificuldades técnicas particulares, o que facilita a sua implantação em regiões isoladas.
A demanda por resfriamento é exponencial. Esta inovação responderia especialmente às necessidades das populações que vivem fora da rede eléctrica em climas quentes e ensolarados. © Jacob Wackerhausen, iStock
Desempenho notável em testes
Os experimentos realizados pela equipe revelaram resultados impressionantes. Em recipiente metálico isolado termicamente por caixa plástica poliestirenoa água contendo nitrato de amônio viu sua temperatura cair drasticamente. Em apenas 20 minutos, passou de 25 para 3,6°C.
Lá sustentabilidade do efeito constitui outra grande vantagem. A temperatura do recipiente permaneceu abaixo de 15°C por mais de 15 horas consecutivas. Segundo cálculos dos pesquisadores, a capacidade de refrigeração do sistema Nescod poderia chegar a 191 watts por metro quadrado.
Essas performances abrem perspectivas paraaplicativo variado:
- resfriamento de edifícios em áreas rurais;
- conservação de alimentos sem refrigeração elétrica;
- climatização de espaços de armazenamento sensíveis à temperatura;
- soluções de emergência durante cortes de energia.
Um engenhoso ciclo de regeneração solar
A inovação não para com o resfriamento inicial. Assim que o sal estiver completamente dissolvido, o calor solar intervém para evaporar a água do recipiente. Esta evaporação permite recuperar os cristais de nitrato de amônio, que se reformam naturalmente e podem ser reaproveitados em um novo ciclo de resfriamento.
Esse separação o tempo entre o resfriamento e a regeneração representa uma vantagem considerável. Ele permite que você armazene oenergia térmica solar e utilizá-lo de acordo com as necessidades, mesmo para um temporada para o outro. Em regiões áridas, a água evaporada pode ser recuperada através de um destilador solar, evitando assim qualquer desperdício deste precioso recurso.
O sistema Nescod responde especialmente às necessidades das populações que vivem fora da rede eléctrica em zonas climas quente e ensolarado. Estas condições, muitas vezes percebidas como restritivas, tornam-se aqui recursos para alimentar naturalmente o processo de regeneração do sistema.
Uma resposta aos desafios energéticos globais
Os números do consumo de energia ligado à refrigeração são vertiginosos. Os aparelhos de ar condicionado representam agora 9% da produção global de eletricidade anualuma percentagem que poderá aumentar para 20% até 2050. Na Arábia Saudita, 70% da electricidade de Verão é dedicada ao arrefecimento.
Nos Estados Unidos, quase 90% das residências possuem ar condicionado, gerando 117 milhões de toneladas de dióxido de carbono todos os anos. Na China, a taxa de equipamento urbano aumentou de 8% para 70% entre 1995 e 2004, com 64 milhões de unidades vendidas só em 2013.
Confrontados com estes desafios ambientais e energéticos, o sistema de refrigeração sem electricidade inventado por cientistas sauditas oferece uma alternativa promissora para reduzir a nossa dependência de sistemas convencionais com utilização intensiva de energia.
Esta inovação, cujo trabalho de investigação foi publicado em Energia e Ciência Ambientalpoderia muito bem reformar o acesso ao conforto térmico nas regiões mais desfavorecidas do Planeta.