นักวิจัยเยอรมนีและญี่ปุ่นพัฒนาเครื่องทำความเย็นไร้มอเตอร์ ใช้ความร้อนเหลือทิ้งมาทำความเย็นเอง

ทีมนักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีคาลส์รูเออ (KIT) ประเทศเยอรมนี และมหาวิทยาลัยสึกุบะ ประเทศญี่ปุ่น ได้สาธิตระบบทำความเย็นแบบโซลิดสเตต (Solid-state cooling) รูปแบบใหม่ที่สามารถเปลี่ยนความร้อนให้เป็นงานเชิงกลเพื่อสร้างความเย็นได้สำเร็จ โดยผลงานนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Nature Energy เมื่อวันที่ 28 สิงหาคมที่ผ่านมา

ระบบนี้ใช้เทคโนโลยีการทำความเย็นแบบ elastocaloric ที่โดยปกติแล้วต้องใช้มอเตอร์ไฟฟ้าในการยืดหดวัสดุ แต่ทีมวิจัยได้เปลี่ยนมาใช้ฟิล์มโลหะผสมจำรูป (Shape-memory alloy) สองชนิดทำงานร่วมกัน ตัวแรกทำหน้าที่เป็นตัวขับเคลื่อนที่จะหดตัวเมื่อได้รับความร้อน เพื่อไปดึงรั้งฟิล์มตัวที่สองซึ่งทำหน้าที่เป็นสารทำความเย็นให้เกิดการเปลี่ยนสถานะทางผลึกจนเกิดความเย็นออกมา

จากการทดสอบในห้องปฏิบัติการโดยใช้แหล่งความร้อนภายนอกที่อุณหภูมิ 130 องศาเซลเซียส พบว่าต้นแบบนี้สามารถสร้างความแตกต่างของอุณหภูมิได้ที่ 2.2 เคลวิน และมีกำลังการทำความเย็นจำเพาะที่ 3.32 วัตต์ต่อกรัม ซึ่งพิสูจน์ให้เห็นว่าระบบสามารถขับเคลื่อนได้ด้วยแหล่งความร้อนภายนอกแทนการใช้มอเตอร์ไฟฟ้าที่มีความซับซ้อนและกินไฟสูง

เป้าหมายสูงสุดของเทคโนโลยีนี้คือการนำความร้อนเหลือทิ้งจากหน่วยประมวลผลหรือศูนย์ข้อมูล (Data Center) กลับมาใช้ใหม่เพื่อช่วยในการทำความเย็นให้แก่ตัวมันเอง ซึ่งจะช่วยลดการใช้พลังงานไฟฟ้ามหาศาลในระบบปรับอากาศแบบเดิมที่ใช้คอมเพรสเซอร์และสารทำความเย็นที่เป็นก๊าซเรือนกระจก

อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีนี้ยังอยู่ในขั้นเริ่มต้นของการทดลอง โดยตัวต้นแบบยังมีกำลังการทำความเย็นเพียง 2.09 มิลลิวัตต์ ซึ่งยังห่างไกลจากความต้องการของชิป AI ในปัจจุบัน ทีมงานจึงกำลังพัฒนาการเชื่อมต่อฟิล์มหลายชุดแบบขนานเพื่อเพิ่มขีดความสามารถ และปรับปรุงประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนเพื่อการใช้งานจริงในอนาคต