Prima della refrigerazione elettrica, conservare gli alimenti significava trasportare grandi blocchi di ghiaccio su lunghe distanze. Oggi, un sistema a circuito chiuso di tubi riempiti con sostanze chimiche refrigeranti assorbe e irradia calore, un metodo affidabile che comporta elevate richieste di energia e l'uso di sostanze chimiche dannose per l'ambiente.
Nel 2023, i ricercatori dell’UCBerkeley hanno introdotto il ciclo di refrigerazione ionocalorico, un concetto che rivisita il umile cambiamento di fase dell’acqua. Quando il ghiaccio si scioglie, assorbe calore; quando l'acqua liquida si congela, rilascia calore. Orchestrando queste transizioni all'interno e all'esterno di un contenitore, il sistema può raffreddare l'interno dissipando il calore all'esterno.
Ottenere lo scioglimento del ghiaccio interno è fondamentale. Il team ha aggiunto ioni carichi, il sale, per abbassare il punto di congelamento dell’acqua, un principio già utilizzato nella desalinizzazione dell’acqua di mare. Una corrente elettrica inietta ioni mentre l'acqua è all'interno della camera e li estrae quando è all'esterno, consentendo all'acqua di sciogliersi all'interno, assorbire alcuni gradi di calore, quindi congelare e irradiare via quel calore.
Secondo una recente intervista con Berkeley Lab News , il coautore Ravi Prasher ha delineato tre obiettivi:ridurre i costi, aumentare l’efficienza energetica e ridurre il potenziale di riscaldamento globale. Il prototipo si basa su ingredienti comuni, ovvero acqua purificata, iodio e sodio, che lo rendono estremamente conveniente.
I test iniziali hanno dimostrato un'oscillazione della temperatura di 25°C utilizzando solo 0,22 V. Sebbene la progettazione sia ancora in fase di laboratorio, requisiti elettrici così bassi suggeriscono un futuro che potrebbe superare i frigoriferi convenzionali in termini di consumo energetico.
Il settore della refrigerazione rappresenta quasi l’8% delle emissioni globali di gas serra, in gran parte dovute all’elettricità necessaria per mantenere in funzione gli elettrodomestici. La sostituzione dei gas idrofluorocarburi ad alta pressione (ad esempio R134a, R410a) con un ciclo di acqua salata elimina le perdite di potenti gas serra. Inoltre, i ricercatori hanno testato l'aggiunta di carbonato di etilene, un composto che assorbe CO₂ durante la produzione, suggerendo che le future unità potrebbero persino sequestrare il carbonio dall'atmosfera.
