Dikembangkan, Bahan Pendingin Ruangan Ramah Lingkungan

Para peneliti dari Inggris dan Spanyol berhasil mengidentifikasi padatan ramah lingkungan yang dapat menggantikan gas. Sebab selama ini gas dinilai tidak efisien dan berpolusi yang biasa digunakan sebagai pendingin pada lemari es dan pendingin udara.

Ketika diletakkan di bawah tekanan, kristal plastik neopentilglikol menghasilkan efek pendinginan yang sangat besar, setara dengan pendingin konvensional. Selain itu, material baru ini juga tidak mahal, tersedia secara luas dan fungsinya mendekati suhu kamar. Temuan ini secara rinci di jelaskan dalam dalam jurnal Nature Communications.

Gas-gas yang saat ini digunakan di sebagian besar lemari es dan AC adalah bahan hidrofluorokarbon dan hidrokarbon (HFC dan HC). Zat tersebut cenderung beracun dan mudah terbakar. Ketika bahan ini bocor ke udara, mereka juga berkontribusi terhadap pemanasan global.

"Lemari es dan pendingin ruangan berbasis HFC dan HCs juga relatif tidak efisien," kata Dr Xavier Moya, dari University of Cambridge, yang memimpin penelitian dengan Profesor Josep Lluís Tamarit, dari Universitat Politècnica de Catalunya. "Itu penting karena pendingin udara saat ini menghabiskan seperlima dari energi yang diproduksi di seluruh dunia, dan permintaan pendinginan selalu naik," kata Moya.

Untuk mengatasi masalah ini, para ilmuwan material di seluruh dunia telah mencari refrigeran padat alternatif. Moya, Anggota riset di Departemen Metalurgi Cambridge adalah salah satu pioner di bidang ini.

Dalam penelitian yang baru diterbitkan ini, Moya dan kolaboratornya dari Universitat Politècnica de Catalunya dan Universitat de Barcelona menggambarkan perubahan termal yang sangat besar di bawah tekanan yang dicapai dengan kristal plastik.

Teknologi pendinginan konvensional mengandalkan perubahan termal yang terjadi ketika cairan terkompresi mengembang. Sebagian besar perangkat pendingin bekerja dengan mengompresi dan memperluas cairan seperti HFC dan HCs. Saat fluida mengembang, suhu menurun dan mendinginkan sekelilingnya.

Dengan benda padat, pendinginan dicapai dengan mengubah struktur mikroskopis material. Perubahan ini dapat dicapai dengan menerapkan medan magnet, medan listrik atau melalui gaya mekanik.

Selama beberapa dekade, efek kalori ini telah berada di belakang perubahan termal yang tersedia dalam cairan, tetapi penemuan efek barocaloric kolosal dalam kristal plastik neopentyl glycol (NPG) dan senyawa organik terkait lainnya telah mengubah peta yang ada.

Karena sifat ikatan kimianya, bahan organik ini lebih mudah untuk dikompres, dan NPG banyak digunakan dalam sintesis cat, poliester, peliat, dan pelumas. Bahan ini tidak hanya tersedia secara luas tetapi juga harganya yabf relatif murah.

Molekul NPG, yang terdiri dari karbon, hidrogen, dan oksigen, hampir bulat dan hanya saling berinteraksi dengan lemah. Ikatan longgar ini dalam struktur mikroskopisnya memungkinkan molekul untuk berputar relatif bebas.

Kata "plastik" dalam "kristal plastik" tidak merujuk pada komposisi kimianya, melainkan pada kelenturannya. Kristal plastik terletak pada batasan antara padatan dan cairan.

Mengkompresi NPG menghasilkan perubahan termal besar yang belum pernah terjadi sebelumnya karena konfigurasi ulang molekul. Perubahan suhu yang dicapai sebanding dengan yang dieksploitasi secara komersial di HFC dan HCs.

Penemuan efek barocaloric kolosal dalam kristal plastik membawa bahan barocaloric ke garis depan penelitian dan pengembangan untuk mencapai bahan pendinginan yang ramah lingkungan yang aman tanpa mengorbankan kinerjanya. nik/berbagai sumber/E-6