Jak działa technologia elastokaloryczna?
Rosnące ceny energii sprawiają, że naukowcy szukają urządzeń, które mogłyby ogrzewać budynki taniej i zużywać mniej prądu. Jednym z najbardziej obiecujących rozwiązań jest technologia elastokaloryczna. Jej nazwa brzmi skomplikowanie, ale sama zasada działania okazuje się zaskakująco prosta.
Zamiast sprężarki i gazowego czynnika chłodniczego wykorzystywany jest specjalny materiał, który zmienia temperaturę pod wpływem naprężenia. Kiedy zostaje rozciągnięty, nagrzewa się. Po zwolnieniu naprężenia szybko się ochładza. Powtarzając ten proces, można odbierać ciepło z jednego miejsca i przekazywać je do drugiego, a więc zarówno ogrzewać, jak i chłodzić pomieszczenia.
Naukowcy z Uniwersytetu Kraju Saary w Niemczech wykorzystują w swoich urządzeniach przewody wykonane ze stopu niklu i tytanu. Jest to materiał z pamięcią kształtu. Oznacza to, że można go odkształcić, ale później powraca do wcześniejszej postaci.
W trakcie rozciągania stop się nagrzewa i oddaje ciepło przepływającemu wokół niego powietrzu. Po zwolnieniu naprężenia jego temperatura spada, dzięki czemu może pobrać ciepło z otoczenia. Odpowiednie sterowanie przepływem powietrza pozwala skierować ciepło do wnętrza budynku albo usunąć je na zewnątrz. Jedno urządzenie mogłoby więc zimą pełnić funkcję ogrzewania, a latem klimatyzacji.
Nowe urządzenie ma działać nawet pięć razy lepiej niż pompa ciepła
Według informacji przytaczanych przez Uniwersytet Kraju Saary teoretyczny potencjał efektywności technologii elastokalorycznej może być bardzo wysoki, bo nawet kilkukrotnie wyższy niż w przypadku obecnie stosowanych systemów. Pojawiają się doniesienia, że nowe ogrzewanie może działać nawet pięć razy lepiej od pompy ciepła.
Bardziej zachowawcze szacunki przedstawia niemiecki Instytut Fraunhofera. Według jego materiałów zastosowanie efektu elastokalorycznego może podnieść efektywność pomp ciepła o około 20–30 proc. Badacze osiągnęli też ważny rezultat dotyczący trwałości - używany materiał przetrwał ponad 10 mln cykli bez uszkodzenia. To istotne, ponieważ w działającym urządzeniu stop byłby rozciągany i zwalniany bez przerwy.
Naukowcy pokazali nowe prototypy
Technologia nie pozostała wyłącznie pomysłem zapisanym na papierze. W kwietniu 2026 roku zespół Uniwersytetu Kraju Saary zaprezentował na targach Hannover Messe trzy prototypowe elementy chłodzące wykonane z wykorzystaniem druku 3D.
Naukowcy pracują nad różnymi zastosowaniami, od niewielkich lodówek i klimatyzatorów po systemy, które w przyszłości mogłyby ogrzewać oraz chłodzić całe budynki. Druk 3D ma ułatwić konstruowanie lekkich elementów pozwalających skutecznie przekazywać ciepło pomiędzy stopem metali a powietrzem.
Postęp osiągnęli również badacze z Hong Kong University of Science and Technology. Opracowany przez nich system przekroczył moc chłodniczą 1 kW, podczas gdy wcześniejsze urządzenia tego rodzaju zwykle nie osiągały nawet 300 W.
Ciepło może zostać zamienione w chłód
Kolejna ważna wiadomość pojawiła się 28 sierpnia 2026 roku. Naukowcy z Karlsruhe Institute of Technology oraz japońskiego University of Tsukuba przedstawili pierwszy elastokaloryczny system chłodzenia napędzany ciepłem.
W standardowym urządzeniu potrzebny jest napęd mechaniczny, który rozciąga materiał. W najnowszym prototypie zastosowano dwie niezwykle cienkie folie wykonane ze stopów z pamięcią kształtu. Jedna reaguje na podgrzanie i wprawia układ w ruch, natomiast druga odpowiada za efekt chłodzenia.
Oznacza to, że system może wykorzystywać ciepło odpadowe pochodzące na przykład z urządzeń przemysłowych, centrów danych czy układów elektronicznych. W przyszłości źródłem energii mogłoby być również ciepło słoneczne. Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie „Nature Energy”.
Na tym etapie jest to jednak niewielki prototyp laboratoryjny. Uzyskana moc chłodnicza wyniosła około 2 mW, dlatego urządzenie nie może jeszcze zastąpić klimatyzacji ani pompy ciepła. Badanie pokazuje przede wszystkim, że taki mechanizm jest możliwy i może działać bez klasycznego silnika elektrycznego.
Źródła: Karlsruhe Institute of Technology, Uniwersytet Kraju Saary, „Nature Energy”, „Nature”.
Doświadczona redaktorka i wydawca online, od lat związana z mediami branżowymi, zwłaszcza w obszarze budownictwa, wnętrz, biznesu i gospodarki. Specjalizuje się w SEO, marketingu treści i mediach internetowych. Autorka licznych artykułów i wywiadów. Prywatnie miłośniczka kotów, pasjonatka jazdy na rowerze i długich rozmów z ciekawymi ludźmi.