Gas-gas yang saat ini digunakan pada sebagian besar lemari es dan AC adalah bahan hidrofluorokarbon dan hidrokarbon (HFC dan HC). Bahan tersebut merupakan bahan beracun dan mudah terbakar.
Para peneliti dari Inggris dan Spanyol berhasil mengidentifikasi padatan ramah lingkungan yang dapat menggantikan penggunaan gas berbahaya. Produk ini bisa menggantikan gas yang tidak efisien dan berpolusi yang selama ini banyak digunakan pada lemari es dan pendingin udara.
Bahan padatan ini semacam kristal. Dan ketika diletakkan di bawah tekanan, kristal plastik neopentilglikol menghasilkan efek pendinginan yang sangat besar, kemampuan ini cukup untuk bersaing dengan pendingin konvensional.
Kata "plastik" dalam "kristal plastik" tidak merujuk pada komposisi kimianya, melainkan pada kelenturannya. Kristal plastik terletak pada batas antara padatan dan cairan.
Selain itu, bahan ini juga tidak mahal serta tersedia secara luas dan fungsinya mendekati suhu kamar. Rincian temuan ini sendiri diterbitkan dalam jurnal Nature Communications.
Menurut penelitian, gas-gas yang saat ini digunakan pada sebagian besar lemari es dan AC adalah bahan hidrofluorokarbon dan hidrokarbon (HFC dan HC). Bahan tersebut merupakan bahan beracun dan mudah terbakar. Gas ini juga berkontribusi terhadap pemanasan global.
"Lemari es dan pendingin ruangan yang didasarkan pada penggunaan HFC dan HCs juga relatif tidak efisien," kata Dr Xavier Moya, dari University of Cambridge. Moya memimpin penelitian ini bersama dengan Profesor Josep Lluís Tamarit, dari Universitat Politècnica de Catalunya.
"Peneletian ini penting karena alat pendingin dan pendingin udara saat ini melahap seperlima dari energi yang diproduksi di seluruh dunia, dan disisi lain permintaan akan pendinginan terus naik," tegas Moya.
Untuk mengatasi masalah ini, para ilmuwan material di seluruh dunia telah mencari refrigeran padat alternatif. Moya, Anggota Riset pada Departemen Ilmu dan Metalurgi Bahan Cambridge, adalah salah satu peneliti yang memimpin di bidang ini.
Dalam penelitian mereka yang baru diterbitkan, Moya dan kolaboratornya dari Universitat Politècnica de Catalunya serta Universitat de Barcelona menggambarkan perubahan termal yang sangat besar di bawah tekanan yang dicapai dengan kristal plastik.
Teknologi pendinginan konvensional mengandalkan perubahan termal yang terjadi ketika cairan terkompresi mengembang. Sebagian besar perangkat pendingin bekerja dengan mengompresi dan memperluas cairan seperti HFC dan HCs. Saat fluida mengembang, suhu menurun, mendinginkan sekelilingnya.
Dengan benda padat, pendinginan dicapai dengan mengubah struktur mikroskopis material. Perubahan ini dapat dicapai dengan menerapkan medan magnet, medan listrik atau melalui gaya mekanik.
Selama beberapa dekade, efek kalori ini telah berada di belakang perubahan termal yang tersedia dalam cairan, tetapi penemuan efek barocaloric kolosal dalam kristal plastik neopentylglycol (NPG) dan senyawa organik terkait lainnya.
Karena sifat ikatan kimianya, bahan organik lebih mudah untuk dikompres, dan NPG banyak digunakan dalam cat sintesis , poliester, dan pelumas. Bahan ini tidak hanya tersedia secara luas tetapi juga murah
Molekul NPG, yang terdiri dari karbon, hidrogen, dan oksigen, hampir bulat dan hanya saling berinteraksi dengan lemah. Ikatan longgar ini dalam struktur mikroskopisnya memungkinkan molekul untuk berputar relatif lebih bebas.
Mengkompresi NPG menghasilkan perubahan termal besar yang belum pernah terjadi sebelumnya karena konfigurasi ulang molekul. Perubahan suhu yang dicapai sebanding dengan yang dieksploitasi secara komersial di HFC dan HCs.
Penemuan efek barocaloric kolosal dalam kristal plastik harus membawa bahan barocaloric ke garis depan penelitian dan pengembangan untuk mencapai pendinginan ramah lingkungan yang aman tanpa mengorbankan kinerjanya.
Moya sekarang bekerja dengan Cambridge Enterprise, untuk membawa teknologi ini ke pasar. nik/iberbagai sumber/E-6
