I en ny tidning publicerad i Nanobokstäver tidning, forskare från universitetet i Valencia pekar på en ny familj av material med lovande tillämpningar inom solid state-kylning.

Forskare har länge använt solid state-kylningsmetoder som ett alternativ till konventionella kyltekniker som är beroende av förorenande gaser. Dock, effektiviteten av solid state kylning har vanligtvis lämnat mycket att önska, är upp till fyra gånger mindre effektiv än konventionella metoder. Tills nu, de erforderliga mekanokaloriska effekterna har endast observerats i ferroelektriska material och superelastiska metallegeringar, som båda är mycket knappa och kostsamma.

Men sökandet efter effektivare material kan vara över. Fysiker Daniel Errandonea, från UV:s Institute of Material Science (ICMUV), och Claudio Cazorla, vid Institutionen för materialvetenskap och teknik, University of New South Wales (Australien), förutspår nu att jonledande material som fluorit (CaF2) kan ge en större mekanokalorisk effekt än den ferroelektriska gruppen. I det här ljuset, jonledare dyker upp som en ny familj av material med lovande tillämpningar inom solid state-kylning. Dessutom, fluorit är ganska rikligt i naturen, med inlåning i många länder, inklusive Spanien.

Studien fastställer sambandet mellan yttre mekanisk spänning och jontransport i jonledare med hjälp av molekylär dynamik (en datorsimuleringsmetod för att studera fysiska rörelser hos atomer och molekyler) och kvantmekaniska beräkningar.

Arbetet visar att tryck på materialet fungerar som ett effektivt sätt att justera kritisk temperatur i superjoniska föreningar (snabba jonledare).

Dessa resultat, publiceras i Nanobokstäver i april 2016, bana väg för en rationell design av grön kylteknik som inte bara är mer ekologisk, men mer effektiva och kostnadseffektiva än konventionella kylningsmetoder. De har också viktiga konsekvenser för utvecklingen av solid state-batterier.