Efter tre år av rekordvärme ser detta ut att bli ytterligare en stekhet sommar. Luftkonditionering? Den försvinner inte. Internationella energirådet (IEA) prognostiserar att antalet AC-enheter kommer att tredubblas till 2050. Det är bra för hälsan – en Lancet-studie uppskattade att AC förhindrade nästan 200 000 förtida dödsfall bara under 2019 – men dåligt för planeten. Konstgjord kyla står redan för 7 procent av den globala elanvändningen och 3 procent av växthusgasutsläppen, och om enheterna kasseras på fel sätt kan de läcka köldmedier med större växthuseffekt än koldioxid.

Känner av värmen hoppas ett antal forskare och startups kunna förstärka fasttillståndskylning, som för närvarande används i liten skala för saker som minikylskåp, elbilsbatterier och vissa high-end-speldatorer. Traditionella AC:er överför värme genom att använda en kompressor och en fläkt för att cirkulera ett köldmedium och omvandla det från vätska till gas. Fasttillståndssystem å andra sidan flyttar värme genom ledande material som gadolinium och vismuttellurid – vilket teoretiskt skulle kunna kyla utrymmen och ytor med färre stökiga bieffekter.

Haken är om de kan matcha effektiviteten hos konventionell AC. ”En av de viktigaste frågorna som återstår är varför fasttillståndskylare inte är lika effektiva som typiska termodynamiska cykler?”, säger Pramod Reddy, professor i maskinteknik vid University of Michigan som studerar värmetransport.

Forskning och pilotprogram pågår för att testa en rad olika metoder. Brooklyn-baserade Mimic Systems använder termoelektrisk kylning, som leder en ström genom halvledarmaterial för att flytta värme från en sida till en annan. Dess rumsstora klimatkontrollsystem testas i en lägenhet i Vancouver. Det tyska företaget Magnotherm ska testa sitt system, som bygger på en magnetokalorisk uppställning som överför värme genom att magnetisera och avmagnetisera material, i en stormarknadskedja. Ett team i Hongkong har meddelat att dess elastokaloriska enhet, vars material värms och kyls när det expanderar och drar ihop sig, kan gå under 0 °C. Och Storbritanniens Barocal satsar på barokaloriska system, som ändrar temperatur som svar på tryckförändringar.

Men experter, särskilt inom termoelektrik, tvivlar på hur väl något fasttillståndssystem kan konkurrera. För de flesta moderna HVAC-system är prestandakoefficienten (COP) 3, förklarar Jeff Snyder, professor vid Northwestern University som studerar elektrisk och termisk ledningsförmåga. Det innebär i huvudsak att systemet flyttar tre enheter värme för varje enhet energi som går in i det. Termoelektriska system tenderar i synnerhet att ha mycket lägre prestanda vid höga temperaturförändringar, säger Snyder, vilket innebär att de är bäst lämpade för nischade användningsområden som att kyla ryggstödet i en bilstol.

Effektivitet är dock inte allt, hävdar Lindsay Rasmussen, chef vid Rocky Mountain Institutes klimatteknikaccelerator Third Derivative, som stödjer både Magnotherm och Mimic. I USA använder de flesta AC-enheter som för närvarande är i bruk ett köldmedium som kallas R410A, som har en global uppvärmningspotential mer än 2 000 gånger högre än koldioxid. Dessutom kan deras rörliga delar göra dem mindre hållbara, särskilt jämfört med en fasttillståndsmodell som är mindre mekaniskt komplex.

Ändå gör bristen på enheter det svårt att besvara effektivitetsfrågan. För att förstå hur väl alternativ fungerar, säger Rasmussen, måste forskare jämföra deras långsiktiga energiförbrukning med konventionella modeller istället för att bara titta på COP. Mimic hävdar till exempel att dess rumsstora modell bör matcha en typisk AC-enhets förbrukning under ett år. Elastokaloriska och barokaloriska system har också potential, tillägger Rasmussen, men rumsstora prototyper är förmodligen två till tre år bort.

I slutändan är sannolikheten liten att fasttillståndskylning kan ersätta kompressorbaserad AC. Men när planeten värms upp och platser som Indien installerar tiotals miljoner nya AC-enheter under det kommande decenniet,