نجح فريق بحثى بالجامعة المصرية اليابانية للعلوم والتكنولوجيا، في تصميم نظام تبريد مغناطيسي مبتكر ذي كفاءة حرارية عالية وصديق للبيئة، لتجنب عيوب نظام التبريد التقليدي.
وضم الفريق، الدكتور سامح ندا الأستاذ بقسم مصادر الطاقة ونائب رئيس الجامعة للتعليم والشؤون الأكاديمية، والدكتور تامر فوزي مجاهد، أستاذ مساعد بقسم الهندسة الكهربية، والمهندس محمد جابر جادو طالب دكتوراه بقسم الهندسة الكهربية.
وقال «ندا»، إن مشكلة الطاقة والتلوث من أهم التحديات التي تواجه العالم، لذلك اتجهت مصر لوضع رؤية 2030 للحد من التلوث وترشيد استهلاك الطاقة، مضيفا أن أنظمة التبريد التقليدية بانضغاط البخار تعتبر أكثر طرق التبريد انتشارًا، ويمكن توصيف تلك الأنظمة بأنها منخفضة الكفاءة الحرارية وعالية الاستهلاك للطاقة ويستخدم خلالها فريونات ضارة بالبيئة وبالأخص سمك طبقة الأوزون، لذلك تم تصميم نظام تبريد مغناطيسي مبتكر ذي كفاءة حرارية عالية، وصديق للبيئة لتجنب عيوب نظام التبريد التقليدي.
وبحسب ندا، يعتمد مبدأ التبريد المغناطيسي على تسليط مجال مغناطيسي على بعض المواد مثل «الجادولينيوم والديسبروسيوم»، والذي يؤدي إلى تسخينها وتبرد عند إزالة المجال المغناطيسي، وهنا لابد من ذكر أن هذا التبادل الحراري للمادة ذات التأثير الحراري المغناطيسي بين البرودة والسخونة يساعد على رفع الكفاءة الحرارية لنظام التبريد المغناطيسي، مضيفا أن هذه الأنظمة تصل إلى كفاءة حرارية بحوالي 70% من كفاءة دورة كارنوت.
وقال الدكتور تامر فوزى، إنه تم تصميم المجال المغناطيسي باستخدام نظرية المجال الدوار الوهمي، حيث يتم التحكم في شدة المجال وزمن تواجد المجال بواسطة دائرة تحكم كهربية، وبذلك يتم تحسين كفاءة التبريد وتقليل الطاقة المستهلكة، علاوة على تحسين أداء التبريد المغناطيسي، يُقترح استخدام المعادن السائلة أو السوائل النانوية كسائل نقل الحرارة، وتشكيل مجدد مغناطيسي نشط مع خصائص نقل حرارة محسنة، واختيار المواد ذات الموصلية الحرارية العالية في المواد المغناطيسية، موضحا أن الجهاز الذي تم تصميمة يتسم بصغر الحجم وعدم وجود أجزاء ميكانيكية دوارة ويمكن تغذيتها بمصدر تيار مستمر، لذلك فان هذا الجهاز لا يقتصر استخدامه على الثلاجات الكهربية، ولكن يمكن استخدامه كجهاز تبريد صغير الحجم في السيارات.
وأضاف أن مبدأ التبريد المغناطيسي يعتمد على تسليط مجال مغناطيسي على بعض المواد، مثل «الجادولينيوم والديسبروسيوم»، والذي يؤدي إلى تسخينها ثم تبرد عند إزالة المجال المغناطيسي.
