Üç yıllık rekor kıran sıcaklıkların ardından bu yıl da bir başka kavurucu yıl olmaya aday. Klima? Hiçbir yere gitmiyor. Uluslararası Enerji Ajansı, 2050'ye kadar klima ünitesi sayısının üç katına çıkacağını öngörüyor. Bu sağlık için iyi - bir Lancet çalışması, klimaların yalnızca 2019'da yaklaşık 200.000 erken ölümü önlediğini tahmin etti - ancak gezegen için kötü. Yapay soğutma şu anda küresel elektrik kullanımının %7'sini ve sera gazı emisyonlarının %3'ünü oluşturuyor ve üniteler uygun şekilde imha edilmezse, karbondioksitten daha yüksek küresel ısınma potansiyeline sahip soğutucular sızdırabilirler.

Sıcağı hisseden bir dizi bilim insanı ve start-up, şu anda mini buzdolapları, elektrikli araç aküleri ve bazı üst düzey oyun bilgisayarları gibi küçük ölçekte kullanılan katı hal soğutmayı artırmayı umuyor. Geleneksel klimalar, bir kompresör ve fan kullanarak soğutucuyu dolaştırıp sıvıdan gaza dönüştürerek ısı transferi yapar. Katı hal sistemleri ise ısıyı gadolinyum ve bizmut tellürür gibi iletken malzemeler aracılığıyla taşır - bu da teorik olarak daha az dağınık yan etkiyle alanları ve yüzeyleri soğutabilir.

Püf noktası, geleneksel klimaların verimliliğiyle rekabet edip edemeyecekleri. Michigan Üniversitesi'nde ısı transferi üzerine çalışan makine mühendisliği profesörü Pramod Reddy, "Geriye kalan temel sorulardan biri, katı hal soğutucuların neden tipik termodinamik çevrimler kadar verimli olmadığı" diyor.

Bir dizi yaklaşımı test etmek için araştırmalar ve pilot programlar sürüyor. Brooklyn merkezli Mimic Systems, yarı iletken malzemelerden akım geçirerek ısıyı bir taraftan diğerine kaydıran termoelektrik soğutma kullanıyor. Oda ölçeğindeki iklim kontrol sistemi Vancouver'da bir apartman dairesinde pilot olarak uygulanıyor. Alman şirket Magnotherm, malzemeleri manyetize edip demanyetize ederek ısı transferi yapan manyetokalorik düzenek kullanan sistemini bir süpermarket zincirinde test etmeye hazırlanıyor. Hong Kong'daki bir ekip, genişleyip büzüşürken ısınan ve soğuyan elastokalorik cihazlarının 0 °C'nin altına inebildiğini duyurdu. Ve İngiltere'den Barocal, basınç değişimlerine tepki olarak sıcaklık değiştiren barokalorik sistemlere güveniyor.

Ancak özellikle termoelektrik alanındaki uzmanlar, herhangi bir katı hal planının ne kadar iyi rekabet edebileceği konusunda şüpheli. Northwestern Üniversitesi'nde elektriksel ve termal iletkenlik üzerine çalışan profesör Jeff Snyder, çoğu modern HVAC sistemi için performans katsayısının (COP) 3 olduğunu açıklıyor. Bu, sistemin içine giren her enerji birimi için üç birim ısı taşıdığı anlamına geliyor. Snyder, termoelektriklerin özellikle yüksek sıcaklık değişimi seviyelerinde çok daha düşük performansa sahip olma eğiliminde olduğunu, bu nedenle araba koltuğunun arkasını soğutmak gibi niş kullanımlar için en uygun olduklarını söylüyor.

Ancak Rocky Mountain Institute'un iklim teknolojisi hızlandırıcısı Third Derivative'in yöneticisi Lindsay Rasmussen, verimliliğin her şey olmadığını savunuyor. Rasmussen, hem Magnotherm'i hem de Mimic'i destekliyor. ABD'de şu anda kullanılan klimaların çoğu, karbondioksitten 2.000 kat daha fazla küresel ısınma potansiyeline sahip R410A adlı bir soğutucu kullanıyor. Ayrıca, hareketli parçaları, özellikle mekanik olarak daha az karmaşık olan katı hal modeline kıyasla onları daha az dayanıklı yapabilir.

Yine de, ünite eksikliği verimlilik sorusunu yanıtlamayı zorlaştırıyor. Rasmussen, alternatiflerin ne kadar iyi çalıştığını anlamak için araştırmacıların yalnızca COP'a bakmak yerine uzun vadeli enerji tüketimlerini geleneksel modellerle karşılaştırması gerektiğini söylüyor. Örneğin Mimic, oda ölçeğindeki modelinin bir yıl boyunca tipik bir klima ünitesinin çekişine eşit olması gerektiğini iddia ediyor. Rasmussen, elastokalorik ve barokalorik sistemlerin de umut verici olduğunu, ancak oda ölçeğindeki prototiplerin muhtemelen iki ila üç yıl uzakta olduğunu ekliyor.

Sonuçta, katı hal soğutmanın kompresör tabanlı klimanın yerini alma olasılığı düşük. Ancak gezegen ısındıkça ve Hindistan gibi yerler önümüzdeki on yılda on milyonlarca yeni klima ünitesi kurdukça,