Phát minh mới từ Trung Đông làm mát không cần điện lưới: Hệ thống tự tạo hơi lạnh bất chấp nắng nóng

Một nhóm nhà khoa học tại Saudi Arabia vừa giới thiệu hệ thống làm mát mới có thể tạo hơi lạnh mà gần như không cần dùng điện lưới. Công nghệ mang tên NESCOD đang thu hút sự chú ý vì sử dụng muối, nước và ánh nắng mặt trời để vận hành, mở ra hướng đi mới cho các khu vực thường xuyên đối mặt nắng nóng cực đoan.

Trong bối cảnh nhu cầu sử dụng điều hòa tăng mạnh trên toàn cầu, kéo theo áp lực lớn lên hệ thống điện và môi trường, phát minh từ Đại học Khoa học và Công nghệ King Abdullah (KAUST) được xem là một trong những giải pháp làm mát đáng chú ý nhất thời gian gần đây.

Làm mát không cần máy nén, không phụ thuộc điện lưới

Khác với điều hòa truyền thống vốn cần máy nén và tiêu thụ lượng điện lớn, hệ thống NESCOD hoạt động dựa trên nguyên lý nhiệt động lực học tự nhiên.

Công nghệ này sử dụng ammonium nitrate (amoni nitrat) hòa tan trong nước. Khi quá trình hòa tan diễn ra, muối sẽ hấp thụ nhiệt từ môi trường xung quanh để phá vỡ các liên kết ion, tạo ra hiệu ứng làm lạnh nhanh.

Theo kết quả thử nghiệm được công bố bởi Royal Society of Chemistry, nhiệt độ trong hệ thống có thể giảm từ khoảng 25°C xuống chỉ còn 3,6°C trong khoảng 20 phút. Công suất làm mát đạt tới 191 W/m2 trong điều kiện tiêu chuẩn.

Điểm đáng chú ý là toàn bộ quá trình này không cần dùng điện lưới như các hệ thống điều hòa thông thường.

Dùng ánh nắng mặt trời để “sạc” lại hệ thống

Sau giai đoạn làm lạnh, hệ thống sẽ bước sang chu trình tái tạo bằng năng lượng mặt trời.

Các nhà nghiên cứu KAUST đã phát triển bộ tái tạo năng lượng mặt trời 3D nhằm tách nước ra khỏi dung dịch muối. Khi nước bốc hơi, amoni nitrat kết tinh trở lại và sẵn sàng cho chu kỳ làm mát tiếp theo.

Cơ chế này giúp NESCOD có thể tái sử dụng liên tục mà không cần nguồn điện ngoài. Theo nhóm nghiên cứu, dưới cường độ nắng tiêu chuẩn, hệ thống có thể làm bay hơi khoảng 2,2 kg nước/m2/giờ và duy trì nhiệt độ trong khoảng 5-15°C.

Ngoài khả năng làm mát, công nghệ còn có thể thu hồi hơi nước để tái sử dụng với mức tạp chất dưới 1 ppm, đặc biệt hữu ích tại các khu vực khô hạn và thiếu nước.

KAUST cho biết NESCOD được thiết kế cho các khu vực xa lưới điện, vùng khí hậu sa mạc hoặc những nơi dễ xảy ra thiên tai, nơi điều hòa truyền thống khó triển khai vì phụ thuộc nguồn điện ổn định. Việc sử dụng amoni nitrat cũng giúp giảm chi phí vận hành bởi đây là vật liệu phổ biến, giá rẻ và đã được sản xuất quy mô lớn trên thế giới.

Các nhà nghiên cứu nhận định công nghệ này có thể góp phần giảm đáng kể mức tiêu thụ điện dành cho làm mát, đồng thời hỗ trợ mục tiêu phát triển bền vững trong bối cảnh nhiệt độ toàn cầu tiếp tục tăng cao.

NESCOD hiện vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu và tối ưu hóa, song nhiều chuyên gia đánh giá đây có thể là một trong những hướng phát triển đáng chú ý nhất của ngành làm mát xanh trong tương lai.

Hữu Bách