SUPERCOOL
ERC Starting Grant projekt SUPERCOOL: Superelastične porozne strukture za učinkovito elastokalorično hlajenje
- Drugi ERC Starting grant v Sloveniji (in prvi v okviru programa Horizon 2020).
- Obseg sredstev v višini 1,4 mio. € za obdobje petih letih (2019-2023).
- Končni cilj projekta je razvoj nove elastokalorične naprave na osnovi optimalne superelastične porozne strukture, ki bi delovala kot elastokalorični regenerator ter razvoj učinkovitega pogonskega sistema z regeneracijo sile.
Oprema:
- Termomehanska karaterizacija nateznih/tlačnih odzivov elastokaloričnih materialov.
- Preizkušanje življenjske dobe elastokaloričnih materialov izpostavljenih različnim načinom obremenitve.
- Analiza elastokaloričnih materialov in aktivnih elastokaloričnih regeneratorjev izpostavljenim različnim termodinamičnim ciklom in obratovalnim pogojem.
- Izdelava in strukturna/mikrostrukturna/termična karakterizacija aktivnih elastokaloričnih regeneratorjev izdelanih iz različnih elastokaloričnih materialov.
- Teoretična analiza strukturne/termične zmogljivosti aktivnih elastokaloričnih regeneratorjev.
Hlajenje in klimatizacija sta v modernem svetu postali ključni dobrini. V zadnjem desetletju globalne potrebe po hlajenju rastejo eksponentno, pri čemer praktično vsi hladilni sistemi temeljijo na parno-kompresijski tehnologiji, ki je stara, relativno neučinkovita in še vedno okoljsko sporna. V okviru projekta SUPERCOOL želimo raziskati potencial elastokaloričnega učinka, ki je verjetno najbolj perspektivna alternativna tehnologija hlajenja. Ta temelji izkoriščanju spremembe latentne toplote povezane z martenzitno transformacijo, ki se pojavlja v superelastičnih zlitinah z oblikovnim spominom.
V preteklih letih smo kot prvi že razvili inovativen koncept izkoriščanja elastokaloričnega učinka z uporabo superelastične porozne strukture v elastokaloričnem regenerativnem termodinamskem krožnem procesu. Prvi rezultati, ki so bili objavljeni v reviji Nature Energy, izkazujejo izjemen potencial takšnega sistema, kljub temu pa moramo premostiti dve pomembni oviri, če želimo dokazati dejanski praktični potencial te tehnologije. Primarno je potrebno izdelati optimalno geometrijo superelastične porozne strukture (elastokalorični regenerator), ki bo zagotavljala zadovoljivo življenjsko dobo, visok elastokalorični učinek in hiter prenos toplote. Poleg tega je potreben razvoj učinkovitega in kompaktnega pogonskega sistema, ki hkrati omogoča učinkovito regeneracijo mehanskega dela, sproščenega med razbremenjevanjem elastokaloričnega regeneratorja. Predlagamo edinstven pristop k zasnovi naprednih elastokaloričnih regeneratorjev z uporabo kompleksnih struktur in pogonskega sistema s sposobnostjo regeneracije mehanskega dela. Sistematično bomo opredelili in povezali vse tri ključne vidike elastokaloričnega regeneratorja: termo-hidravlične lastnosti, stabilnost, strukturno utrujanje ter novo rešitev regeneracije mehanskega dela in učinkovitega pogona. Na osnovi teoretičnih, numeričnih in eksperimentalnih rezultatov bomo združili oba ključna elementa našega edinstvenega elastokaloričnega koncepta pri izdelavi prototipa, ki bi bil lahko prvi pionirski preboj v tehnologijah hlajenja v zadnjih 100 letih in bi zagotavljal višjo učinkovitost ter manjše onesnaževanje okolja kot posledica uporabe okolju prijaznih (trdninskih) hladilnih sredstev.
Žiga Ahčin
dr. Stefano Dall'Olio
Jan Cerar
Imate vprašanje?
Če imate kakršno koli vprašanje, nas lahko kontaktirate preko telefona, e-maila ali pa osebno na Fakulteti za strojništvo v Ljubljani.
Aškerčeva ul. 6
1000 Ljubljana
Slovenija