کشف سیستم خنک‌کننده نوین با آب و نمک: کاهش دما تا ۵۰ درجه سانتی‌گراد

فناوری خنک‌سازی با آب و نمک: چگونه کار می‌کند؟

محققان چینی با اشباع‌کردن آب با نمک آمونیوم تیوسیانات و سپس فشرده‌سازی و کاهش ناگهانی فشار آن، موفق شدند دمای مایع را در دمای اتاق تا ۳۰ درجه سانتی‌گراد و در محیط‌های گرم‌تر تا ۵۰ درجه سانتی‌گراد کاهش دهند. این سیستم جدید از بازدهی نظری ۸۰ درصدی برخوردار است که به مراتب از خنک‌کننده‌های رایج امروزی بالاتر است.

این فرایند را می‌توان به عملکرد یک اسفنج تشبیه کرد، اما با یک تفاوت شیمیایی مهم:

• فشرده‌سازی: مولکول‌های آب مانند بدنه اسفنج عمل می‌کنند و نمک در لابه‌لای آنها قرار می‌گیرد. با اعمال فشار به این محلول، نمک از ساختار آب بیرون رانده می‌شود.
• کاهش فشار ناگهانی: هنگامی که فشار به طور ناگهانی برداشته می‌شود، آب دوباره منبسط شده و نمک را با سرعت زیاد در خود حل می‌کند.

این فرایند حل‌شدن مجدد نمک، به انرژی زیادی نیاز دارد که سیستم آن را با جذب گرمای محیط اطراف تأمین می‌کند و بدین‌ترتیب باعث سقوط ناگهانی و شدید دما در عرض چند ثانیه می‌شود.

کاربردهای گسترده و مزایای زیست‌محیطی

سیستم‌های خنک‌کننده فعلی حدود ۴۰ درصد از کل برق مصرفی دیتاسنترها را به خود اختصاص می‌دهند. با توجه به افزایش قدرت و گرمای تولیدی تراشه‌های هوش مصنوعی، نیاز به سیستم‌های خنک‌کننده کم‌مصرف‌تر بیش از پیش احساس می‌شود. این فناوری جدید نه تنها بازدهی بالاتری دارد، بلکه از خنک‌کننده‌های گازی که برای لایه اوزون مضر هستند، استفاده نمی‌کند و به همین دلیل گزینه‌ای سبزتر و دوستدار محیط زیست محسوب می‌شود.

علاوه بر دیتاسنترها، این تکنولوژی پتانسیل استفاده در سیستم‌های تهویه مطبوع خانگی (HVAC) و دیگر صنایع نیازمند خنک‌سازی کارآمد را نیز دارد.

چالش‌ها و ملاحظات ایمنی

اگرچه آمونیوم تیوسیانات برخلاف بسیاری از نمک‌ها خورنده فلزات نیست و نیاز به لوله‌کشی خاصی ندارد، اما بی خطر هم نیست. این نمک می‌تواند باعث سوختگی و تحریک پوست شود، بنابراین کار با آن نیازمند احتیاط است. همچنین این ماده رطوبت‌گیر است و تمایل دارد رطوبت هوا را جذب کند که ممکن است بر پایداری محلول در بلندمدت تأثیر بگذارد.

با این حال، حتی با وجود نیاز به برق برای فشرده‌سازی، این روش همچنان گامی بزرگ برای کاهش هزینه‌های انرژی در صنعت هوش مصنوعی و دیگر حوزه‌ها به شمار می‌رود. یافته‌های این پژوهش مهم در ژورنال معتبر Nature منتشر شده است.