Artan sıcaklıklar ve enerji tüketimi, bilim insanlarını elektrik kullanmadan çalışan yeni soğutma yöntemleri geliştirmeye yöneltti. Suudi Arabistan’daki Kral Abdullah Bilim ve Teknoloji Üniversitesi araştırmacıları, amonyum nitratın suda çözünürken çevresinden ısı çekmesi prensibine dayanan bir soğutma sistemi geliştirdi.
NESCOD adı verilen deneysel teknoloji, soğutma işlemi sırasında elektrik kullanmıyor. Sistemde çözünen tuzun yeniden kazanılması için ise güneş enerjisinden yararlanılıyor. Araştırma Energy & Environmental Science dergisinde yayımlandı.
SİSTEM TUZUN ISIYI EMMESİYLE ÇALIŞIYOR
NESCOD, İngilizce “No Electricity and Sustainable Cooling on Demand” ifadesinin kısaltması olarak kullanılıyor. Türkçeye “Talep Üzerine Elektriksiz ve Sürdürülebilir Soğutma” şeklinde çevrilen sistemin temelinde endotermik çözünme işlemi bulunuyor.
Amonyum nitrat suya eklendiğinde çözünmek için çevresindeki ısıyı emiyor. Bu işlem sonucunda tuz ve su karışımının sıcaklığı hızla düşüyor ve çevresindeki kap veya malzeme soğutulabiliyor. Sistemde kompresör, elektrik motoru veya geleneksel klimalarda kullanılan soğutucu gazlar bulunmuyor.
20 DAKİKADA SOĞUTMA SAĞLADI
Laboratuvar deneylerinde 320 gram amonyum nitrat ile 150 gram su yalıtımlı bir kapta bir araya getirildi. Araştırmacılar, çözeltinin sıcaklığının yaklaşık 20 dakika içinde sıfırın altına kadar düşebildiğini bildirdi.
Ancak bu sonuç, bütün bir odanın 20 dakikada soğutulduğu anlamına gelmiyor. Deneyde soğuyan unsur, yalıtımlı kabın içerisindeki amonyum nitrat ve su karışımıydı.
GIDA SAKLAMA KABI 6,2 DERECEYE İNDİ
Araştırmacılar, sistemin günlük kullanım potansiyelini göstermek amacıyla basit bir gıda saklama düzeneği de hazırladı. Metal bir kabın çevresi amonyum nitratla dolduruldu ve karışıma belirli aralıklarla su verildi.
Deneyde metal kabın sıcaklığı 26 dakika içerisinde yaklaşık 6,2 dereceye düştü. Sıcaklık daha sonra kademeli olarak azalarak 220 dakika sonunda yaklaşık 3,6 dereceye ulaştı.
Kabın sıcaklığı 8 saatten uzun süre 10 derecenin, 15 saatten uzun süre ise 15 derecenin altında tutuldu. Araştırmacılar bu sonucun özellikle gıda muhafazası bakımından umut verici olduğunu belirtti.
GÜNEŞ ENERJİSİYLE YENİDEN KULLANILIYOR
Soğutma işleminin ardından amonyum nitrat suyun içinde çözünmüş halde kalıyor. Sistemin yeniden kullanılabilmesi için karışımdaki suyun
ayrılması ve tuzun tekrar kristalleştirilmesi gerekiyor.
Araştırmacılar bu işlem için güneş ışığını emen üç boyutlu bir düzenek geliştirdi. Güneş ısısı, karışımdaki suyu buharlaştırırken amonyum nitrat yeniden kristal hale geliyor. Toplanan tuz daha sonraki bir soğutma işleminde tekrar kullanılabiliyor.
BUHARLAŞAN SU GERİ TOPLANABİLİYOR
Sistemin tasarımında buharlaşan suyun yoğunlaştırılarak yeniden toplanabilmesi de öngörüldü. Deneylerde geri kazanılan suda amonyum nitrat bulunmadığı ve suyun sistem içinde yeniden kullanılabileceği belirtildi.
Araştırmacılar, tuzun çözünmesiyle gerçekleşen soğutma ile güneş altında yapılan yenileme işleminin farklı zamanlarda yürütülebileceğini ifade etti. Böylece güneş enerjisiyle elde edilen soğutma kapasitesinin daha sonra kullanılmak üzere tuz içerisinde depolanabileceği savunuldu.
KLİMANIN YERİNİ HEMEN ALAMAYACAK
NESCOD sistemi henüz deneysel aşamada bulunuyor. Araştırmada bir konut odasının tamamının bu sistemle ne kadar sürede ve hangi miktarda tuz kullanılarak soğutulabileceğine ilişkin kapsamlı bir uygulama sunulmadı.
Bilim insanları teknolojinin ileride bina soğutmasında kullanılabileceğini belirtse de mevcut deneyler daha çok küçük ölçekli ve bölgesel soğutmaya odaklanıyor. Sistemin klima yerine kullanılabilmesi için kapasite, güvenlik, maliyet, havalandırma ve büyük ölçekli tasarım konularında ilave çalışmalar yapılması gerekiyor.
ELEKTRİĞE ERİŞİMİ OLMAYAN BÖLGELER HEDEFLENİYOR
Araştırma ekibi, teknolojinin özellikle elektrik şebekesine erişimin sınırlı olduğu bölgelerde kullanılabileceğini düşünüyor. Sistem; gıdaların, ilaçların ve sıcaklığa duyarlı ürünlerin muhafaza edilmesinde ya da yatak ve küçük yaşam alanlarının yerel olarak soğutulmasında değerlendirilebilir.
Araştırmacılar, bütün bir odayı soğutmak yerine yalnızca ihtiyaç duyulan alanın soğutulmasının daha az enerji ve malzeme gerektirebileceğine dikkat çekiyor.
SOĞUTMA ELEKTRİK TÜKETİMİNİ ARTIRIYOR
Uluslararası Enerji Ajansına göre klima ve elektrikli vantilatörler, dünya genelindeki toplam elektrik tüketiminin yaklaşık yüzde 10’unu oluşturuyor. Sıcak dönemlerde soğutma talebi, elektrik şebekelerinde çok daha yüksek anlık yük meydana getirebiliyor.
Bu nedenle elektriksiz veya düşük enerjili soğutma sistemleri, özellikle sıcak iklimlerde şebeke yükünün ve karbon emisyonlarının azaltılması açısından önem taşıyor.
