Diga olá ao resfriamento ionocalórico. Trata-se de uma forma nova de reduzir temperaturas, com potencial para substituir os métodos de refrigeração atuais por um processo mais seguro e mais amigável ao planeta.
Nos sistemas de refrigeração tradicionais, o calor é retirado de um ambiente por meio de um fluido: ele absorve energia térmica ao evaporar e virar gás, percorre um circuito fechado de tubulações e, em seguida, volta ao estado líquido ao se condensar.
Embora esse mecanismo funcione muito bem, alguns dos materiais escolhidos para atuar como refrigerantes são especialmente prejudiciais ao meio ambiente.
Ainda assim, existe mais de um jeito de fazer uma substância absorver e depois liberar energia térmica.
O que é o resfriamento ionocalórico
Um método apresentado em 2023, criado por pesquisadores do Lawrence Berkeley National Laboratory e da University of California, Berkeley, explora a forma como a energia é armazenada ou liberada quando um material muda de fase - como quando o gelo sólido se transforma em água líquida, por exemplo.
Assista ao vídeo abaixo para ver um resumo:
Ao aumentar a temperatura de um bloco de gelo, ele derrete. O que nem sempre é tão evidente é que o derretimento absorve calor do entorno, o que, na prática, resfria o ambiente ao redor.
Uma maneira de fazer o gelo derreter sem elevar a temperatura é adicionar algumas partículas carregadas, isto é, íons. Um exemplo bem conhecido é jogar sal nas ruas para impedir a formação de gelo.
Como o ciclo ionocalórico provoca a mudança de fase
O ciclo ionocalórico também recorre a sais para induzir a mudança de fase de um fluido e, assim, resfriar o que está ao redor.
"O panorama dos refrigerantes é um problema ainda sem solução", disse o engenheiro mecânico Drew Lilley, do Lawrence Berkeley National Laboratory, na Califórnia.
"Ninguém desenvolveu com sucesso uma solução alternativa que resfrie, funcione com eficiência, seja segura e não prejudique o meio ambiente. Achamos que o ciclo ionocalórico tem potencial para atender a todos esses objetivos, se for implementado de maneira adequada."
Para demonstrar o conceito, os pesquisadores modelaram teoricamente o ciclo ionocalórico e indicaram como ele poderia competir com a eficiência dos refrigerantes usados hoje - ou até superá-la. No sistema, uma corrente elétrica deslocaria os íons presentes, alterando o ponto de fusão do material e, com isso, promovendo a mudança de temperatura.
Resultados iniciais e impacto climático (GWP)
A equipe também realizou testes com um sal formado por iodo e sódio para derreter carbonato de etileno. Esse solvente orgânico comum também é empregado em baterias de íons de lítio e é produzido com dióxido de carbono como insumo. Isso poderia tornar o sistema não apenas de GWP (potencial de aquecimento global) zero, mas de GWP negativo.
Foi observada, no experimento, uma variação de temperatura de 25 °C (45 °F) com a aplicação de menos de 1 volt de carga - um resultado que supera o que outras tecnologias calorícas conseguiram alcançar até agora.
"Há três coisas que estamos tentando equilibrar: o GWP do refrigerante, a eficiência energética e o custo do próprio equipamento", disse o engenheiro mecânico Ravi Prasher, do Lawrence Berkeley National Laboratory.
"Já na primeira tentativa, nossos dados parecem muito promissores nesses três aspectos."
Atualmente, os sistemas de compressão de vapor usados em processos de refrigeração dependem de gases com alto GWP, como diversos hidrofluorcarbonetos (HFCs).
Países que aderiram à Emenda de Kigali se comprometeram a reduzir a produção e o consumo de HFCs em pelo menos 80 por cento ao longo dos próximos 25 anos - e o resfriamento ionocalórico pode ter um papel importante nisso.
Próximos passos e pesquisas com sais
Agora, o desafio é levar a tecnologia para fora do laboratório e transformá-la em sistemas práticos, comercialmente viáveis, capazes de crescer em escala sem contratempos. Com o tempo, esses sistemas também podem ser usados para aquecer, além de resfriar.
Estudos em andamento estão avaliando diferentes sais para descobrir quais combinações conseguem extrair calor de um ambiente de maneira mais eficaz. Em 2025, uma equipe internacional de pesquisadores publicou os resultados de um estudo sobre uma versão altamente eficiente que utiliza sais à base de nitrato, reciclados com o uso de campos elétricos e membranas.
É exatamente o tipo de desdobramento que Prasher e seu grupo esperavam que sua linha de pesquisa viabilizasse.
"Temos um ciclo termodinâmico e uma estrutura totalmente novos, que reúnem elementos de diferentes áreas, e mostramos que isso pode funcionar", disse Prasher.
"Agora, é hora de experimentar para testar diferentes combinações de materiais e técnicas e enfrentar os desafios de engenharia."
A pesquisa foi publicada na revista Science.
Uma versão anterior deste artigo foi publicada em janeiro de 2023.
Comentários
Ainda não há comentários. Seja o primeiro!
Deixar um comentário