Nuovo refrigerante solido con elevato effetto barocalorico reversibile

Struttura cristallina del ciano-RbMnFeCo

I refrigeranti solidi che mostrano un effetto calorico all’applicazione di stimoli esterni sono oggetto di attenzione come una delle tecnologie di refrigerazione di prossima generazione. 

In un articolo pubblicato in Nature Communication di recente, si riporta di un nuovo refrigerante inorganico, l’insieme metallico ternario manganese-ferro-cobalto legato al ciano rubidio (cyano-RbMnFeCo). Il ciano-RbMnFeCo mostra un effetto barocalorico reversibile con grandi variazioni reversibili di temperatura adiabatica di 74 K (da 57 °C a -17 °C) a 340 MPa e 85 K (da 88 °C a 3 °C) a 560 MPa. Tali grandi variazioni reversibili di temperatura adiabatica non sono ancora state riportate tra gli effetti calorici nei refrigeranti a transizione di fase solido-solido.

La capacitĂ  refrigerante reversibile è di 26000 J kg-1 e la finestra di temperatura è di 142 K. Inoltre, il ciano-RbMnFeCo mostra effetti barocalorici anche a basse pressioni, ad esempio la variazione di temperatura adiabatica reversibile è di 21 K a 90 MPa. Inoltre, la misurazione diretta della variazione di temperatura con una termocoppia mostra +44 K con l’applicazione della pressione.

L’aumento e la diminuzione della temperatura all’applicazione e al rilascio della pressione sono stati ripetuti per oltre 100 cicli senza alcun degrado delle prestazioni. Questa serie di materiali possiede anche un elevato valore di conducibilitĂ  termica, pari a 20,4 W m-1 K-1. Il presente materiale barocalorico può realizzare un refrigerante solido ad alta efficienza.