Холодильник будущего. Сплав Гейслера

Российские и испанские ученые разработали новый метод измерения магнитокалорического эффекта в сплавах Гейслера. Исследования этих сплавов проводятся для разработки холодильников нового поколения.

Обычные бытовые холодильники основаны на компрессионном принципе. У этих холодильников есть ряд недостатков: охлаждающая система требует много места, производит шум, потребляет много электроэнергии, и требует специальной утилизации.

Эти приборы будут работать благодаря магнетокалорическому эффекту. Некоторые вещества способны нагреваться при воздействии магнитного поля, а затем, после его выключения, резко охлаждаются до меньших температур. Уже существуют первые модели магнитных холодильников, но широкого применения они пока не получили из-за недостаточной эффективности.

Перспективными материалами для создания таких холодильников являются сплавы Гейслера. Первоначально так называли сплавы марганца с двумя другими металлами, но теперь под сплавами Гейслера понимают любые тройные сплавы, образованные атомами металлов с определенным строением электронных оболочек. Все сплавы Гейслера – ферромагнетики, то есть способны намагничиваться во внешнем поле, но не проявляют магнитных свойств в его отсутствие. Все они хорошо проявляют магнетокалорический эффект.

Ученые из Института физики им. Амирханова Дагестанского научного центра РАН, института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН, Челябинского государственного университета и университета Овьедо (Испания) разработали простой прямой метод для изучения магнетокалорических свойств сплавов Гейслера, и применили его на практике. Ученые исследовали тонкие полоски из сплавов Гейслера (содержащих марганец и никель, а также литий или олово) при разных значениях магнитного поля. Небольшие фрагменты сплава Гейслера могут эффективно использоваться в системах магнитного охлаждения благодаря хорошей теплопроводности. Термодинамическую эффективность устройств на основе таких структур можно улучшить путем увеличения частоты циклов нагревания-охлаждения.