Российским ученым удалось разработать серию сплавов из редкоземельных металлов, которые в будущем дадут возможность отказаться от применения фреона или любого другого хладагента в холодильниках. Принцип их работы заключается в способности как поглощать тепло, так и выделять его под действием магнитного поля. Первоначально задачей, которая ставилась перед учеными, было создание холодильника для использования его на космических станциях. При этом он должен был иметь небольшую массу, но высокий КПД и работать без использования газа. Теперь можно смело утверждать, что уже в скором времени разработка позволит создавать такие охлаждающие установки на магните для применения их и в домашнем быту.
Что же это за редкоземельные металлы, которые способны заменить небезопасный фреон? Методом многочисленных проб ученым таки удалось подобрать оптимальную комбинацию для магнитного охлаждения из гадолиния, тербия, диспрозия, гольмия и кобальта. Поскольку металлы — дорогие (стоят так же, как и серебро), пришлось поработать и над тем, как их удешевить. Решения искали с 1960-х годов и нашли его в алюминии. Исследователи предложили включить в состав сплавов этот материал, поскольку он способен не только сохранять свойства редкоземельных металлов, но и существенно их улучшать.
Как же будет работать система охлаждения в магнитном холодильнике? Как вариант, ученые предлагают использовать вращающееся колесо с секциями, содержащими саму комбинацию из сплава металлов, и постоянный мощный магнит. В процессе вращения колеса сплав проходит через магнит и нагревается. Образовавшееся тепло отводит теплообменник, который охлаждается водой. Выходя из зоны действия магнита, сплав, наоборот, остужается. При этом температура в теплообменнике понижается, следовательно, беспрерывно циркулирующий в нем второй водный поток тоже охлаждается. Именно последний и нужен для поддержания холода в камерах холодильника на магните.
Ученые утверждают, что холодильники с использованием магнитного поля для охлаждения более эффективны и тише в работе, чем устройства, работающие на фреоне. Конечно же, им еще придется потрудиться над решением проблемы неоднородности распределения температуры в камерах, а также проверить надежность и стабильность в эксплуатации самого сплава. Но поскольку над созданием магнитного холодильника, кроме российских исследователей, работают и ученые из Европы, Соединенных Штатов и Японии, можно быть уверенным, что все недостатки технологии магнитного охлаждения будут устранены в ближайшее время.