Calor aciona resfriamento em protótipo de estado sólido
Dispositivo usa uma lâmina aquecida para deformar outra, que absorve calor ao retornar à forma inicial.
Pesquisadores desenvolveram um protótipo que usa calor para acionar um ciclo de resfriamento elastocalórico. Em um teste com fonte externa de calor, o dispositivo registrou uma diferença de temperatura de 2,2 °C entre os lados quente e frio. O estudo foi publicado na Nature Energy por Yi-Ting Hsiau, Shuichi Miyazaki, Manfred Kohl e Jingyuan Xu.
O conjunto tem duas lâminas metálicas acopladas. A primeira, de liga de titânio e níquel (TiNi), atua como acionadora: ao ser aquecida, recupera sua forma e se contrai, puxando a segunda lâmina. Esta, feita de uma liga de titânio, níquel e ferro (TiNiFe), é a lâmina elastocalórica. Sob tensão, sua estrutura cristalina se transforma e ela libera calor para um dissipador.
Em seguida, a lâmina acionadora esfria e deixa de tracionar a lâmina elastocalórica. Ao retornar à forma inicial, esta passa pela transformação cristalina inversa e sua temperatura cai. Nesse momento, entra em contato com a região a ser resfriada e absorve calor. A repetição do ciclo transfere calor do lado frio para o lado quente do dispositivo.
Os pesquisadores testaram duas formas de aquecer a lâmina acionadora. No ensaio com aquecimento elétrico, ela atingiu cerca de 86 °C. A diferença de temperatura foi de 4 °C entre os lados do dispositivo e de 12,9 °C na própria lâmina elastocalórica. No ensaio com uma fonte externa mantida a 130 °C, a diferença entre os lados do dispositivo foi de 2,2 °C.
O teste com fonte externa demonstra que o calor pode substituir o acionamento elétrico da lâmina que produz a força mecânica. Os autores apontam o calor residual e a energia solar térmica como possíveis fontes para esse processo. O equipamento ainda é um protótipo; no ensaio com aquecimento elétrico, a potência de resfriamento medida foi de 2,79 mW.
A Revista do Frio já explicou os princípios da refrigeração em estado sólido e do efeito elastocalórico em reportagem publicada em 2025. O novo estudo examina o acionamento desse ciclo por calor.
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Resumen (español)
Un prototipo de refrigeración elastocalórica utiliza calor para mover una lámina metálica que deforma otra lámina, responsable de absorber calor durante parte del ciclo. Con una fuente externa de calor, el dispositivo registró una diferencia de temperatura de 2,2 °C entre sus lados. El estudio fue publicado en Nature Energy.
Summary (English)
An elastocaloric cooling prototype uses heat to move one metal film, which deforms a second film that absorbs heat during part of the cycle. Driven by an external heat source, the device achieved a 2.2 °C temperature difference across its hot and cold sides. The study was published in Nature Energy.