Przełom w ogrzewaniu i chłodzeniu: nowa technologia elastokaloryczna nawet 5 razy wydajniejsza niż pompy ciepła
Wprowadzenie
Na początku kwietnia 2025 roku naukowcy z Uniwersytetu Saary ogłosili przełom w dziedzinie technologii grzewczo-chłodzącej. Nowatorski system oparty na efekcie elastokalorycznym może zrewolucjonizować rynek urządzeń grzewczych i klimatyzacyjnych. Rozwiązanie to, opracowane przez interdyscyplinarny zespół inżynierów i fizyków, zostało oficjalnie zaprezentowane podczas targów Hannover Messe i od razu wzbudziło ogromne zainteresowanie mediów, przemysłu oraz sektora ekologii.
Czym jest technologia elastokaloryczna?
Mechanizm działania
System opiera się na zastosowaniu stopu niklowo-tytanowego (NiTi) z tzw. pamięcią kształtu. W wyniku sprężania i rozciągania tego materiału dochodzi do zjawiska elastokalorycznego – materiał zmienia temperaturę bez konieczności stosowania czynników chłodniczych. Gdy stop jest ściskany, nagrzewa się, a podczas rozprężania – ochładza. Energia w tym cyklu jest przekazywana do otoczenia lub odbierana, co pozwala na kontrolę temperatury z niezwykle wysoką wydajnością.
Wydajność energetyczna
Wstępne badania wykazały, że urządzenie zużywa jedynie 20–30% energii potrzebnej tradycyjnym pompom ciepła do wytworzenia tej samej ilości energii grzewczej lub chłodniczej. Oznacza to nawet pięciokrotną poprawę efektywności energetycznej w porównaniu z obecnymi standardami rynkowymi.
Zalety i korzyści
Bezpieczne i ekologiczne
Jedną z największych zalet tej technologii jest fakt, że nie wymaga ona stosowania syntetycznych czynników chłodniczych, które mają wysoki potencjał tworzenia efektu cieplarnianego (GWP). Dzięki temu system jest neutralny klimatycznie i bezpieczny dla środowiska.
Cicha praca i brak sprężarek
System nie posiada ruchomych elementów mechanicznych typowych dla tradycyjnych pomp ciepła czy klimatyzatorów – jak np. sprężarki. To przekłada się na cichą pracę, niższą awaryjność oraz mniejsze potrzeby konserwacyjne.
Kompaktowa konstrukcja
Wersje demonstracyjne urządzeń elastokalorycznych są stosunkowo niewielkie i łatwe do integracji w istniejących instalacjach grzewczych lub chłodniczych. Ma to szczególne znaczenie w przypadku modernizacji budynków mieszkalnych i przemysłowych.
Potencjalne zastosowania
Budownictwo i gospodarstwa domowe
W perspektywie kilku lat technologia może zostać wdrożona do domowych systemów grzewczych i klimatyzacyjnych, znacząco obniżając koszty energii oraz zwiększając komfort użytkowników.
Motoryzacja i elektromobilność
Trwają zaawansowane badania nad zastosowaniem elastokalorycznych systemów chłodzenia w samochodach elektrycznych. Zmniejszenie zużycia energii przez układ chłodzenia akumulatorów może znacząco zwiększyć zasięg pojazdów elektrycznych, co ma kluczowe znaczenie w rozwoju elektromobilności.
Przemysł i serwerownie
Systemy elastokaloryczne mogą znaleźć zastosowanie także w chłodzeniu urządzeń przemysłowych, maszyn precyzyjnych oraz centrów danych, gdzie stabilna i efektywna regulacja temperatury jest kluczowa.
Status rozwoju i plany wdrożenia
Etap badań
Obecnie projekt znajduje się w fazie prototypowania i testów laboratoryjnych. Wyniki są jednak na tyle obiecujące, że Uniwersytet Saary prowadzi już rozmowy z potencjalnymi inwestorami oraz producentami sprzętu grzewczo-chłodzącego.
Targi Hannover Messe
Oficjalna prezentacja systemu odbyła się podczas targów Hannover Messe 2025. Technologia została tam przyjęta z ogromnym entuzjazmem zarówno przez przedstawicieli przemysłu energetycznego, jak i przez ekspertów ds. zrównoważonego rozwoju.
Plany komercjalizacji
W ciągu najbliższych 2–3 lat planowane jest wdrożenie pierwszych wersji komercyjnych urządzeń, początkowo w sektorze przemysłowym i motoryzacyjnym. W dalszej kolejności mają pojawić się rozwiązania dla gospodarstw domowych.
Znaczenie dla przyszłości energetyki
Transformacja energetyczna
W dobie walki ze zmianami klimatycznymi technologia elastokaloryczna może odegrać kluczową rolę w redukcji zużycia energii i emisji gazów cieplarnianych w sektorze grzewczym i chłodniczym.
Uzupełnienie OZE
Wysoka sprawność energetyczna tej technologii sprawia, że idealnie uzupełnia ona systemy oparte na odnawialnych źródłach energii, takich jak fotowoltaika czy energia wiatrowa, szczególnie tam, gdzie potrzebna jest efektywna akumulacja i wymiana ciepła.
Podsumowanie
Technologia elastokaloryczna, opracowana przez naukowców z Uniwersytetu Saary, ma potencjał, by w nadchodzących latach zrewolucjonizować rynek ogrzewania i chłodzenia. Jej wyjątkowa wydajność, neutralność środowiskowa oraz możliwość zastosowania w wielu sektorach gospodarki czynią z niej jeden z najbardziej obiecujących kierunków rozwoju współczesnej energetyki. Jeśli uda się ją skomercjalizować na dużą skalę, może stać się realną alternatywą dla pomp ciepła i innych tradycyjnych systemów.
Najnowsze osiągnięcia w dziedzinie technologii elastokalorycznej, jak opisano w artykule, otwierają nowe perspektywy w systemach ogrzewania i chłodzenia. Wykorzystanie stopów z pamięcią kształtu, takich jak nikiel-tytan (NiTi), pozwala na efektywne zarządzanie temperaturą poprzez cykliczne sprężanie i rozprężanie materiału, eliminując potrzebę stosowania tradycyjnych czynników chłodniczych. To innowacyjne podejście nie tylko zwiększa efektywność energetyczną, ale również redukuje negatywny wpływ na środowisko, co jest istotne w kontekście globalnych działań na rzecz zrównoważonego rozwoju. Warto również zauważyć, że podobne badania nad alternatywnymi technologiami są prowadzone przez inne instytuty, na przykład projekt ElKaWE, który rozwija elektrokaloryczne pompy ciepła . Takie innowacje mogą znacząco przyczynić się do transformacji sektora energetycznego w nadchodzących latach.