Вчені надрукували на 3D-принтері керамічні куби, які охолоджують приміщення без електрики

Дослідники з Грацького технічного університету (TU Graz) розробили пористі керамічні куби, надруковані на 3D-принтері, які знижують температуру повітря без електрики, компресорів і холодоагентів. У випробуваннях один такий куб охолодив повітря навколо себе майже на 7°C завдяки природному випарному охолодженню.

В основі — давно відомий фізичний принцип, яким століттями користувалися глиняні глечики й традиційні системи охолодження будівель. Сучасний 3D-друк дозволив зробити структуру матеріалу значно ефективнішою, збільшивши площу випаровування води.

Кожен куб має розмір близько 23×23×23 см і виготовляється з спеціальної глиняної суміші, яку після друку обпалюють при відносно невисокій температурі — так усередині формується високопориста структура. Ключова деталь конструкції — тричі періодична мінімальна поверхня (TPMS): геометрія, що дає величезну площу поверхні при мінімумі матеріалу. Вода рівномірно розподіляється порами за рахунок капілярного ефекту й поступово випаровується, забираючи тепло з повітря.

За словами керівниці проєкту Мілени Ставрич, сама ідея випарного охолодження відома людству багато століть — новизна саме в адитивних технологіях, які дозволяють створювати надскладні пористі структури, недоступні традиційному виробництву. Щоб підвищити ефективність, у глиняну суміш додали деревні тирсу й грибний міцелій: грибниця проростає крізь весь виріб, а після обпалу вигорає, залишаючи розгалужену мережу пор.

Технологію перевірили на горищі будівлі університету — куб з водою охолодив повітря поруч майже на 7°C, а ефект відчувався по всьому приміщенню. На базі розробки вже збудували демонстраційну охолоджувальну стіну 2×2 метри на кампусі TU Graz та ще один зразок у Музеї сприйняття в Граці.

На відміну від кондиціонерів, система не споживає електрику й не використовує холодоагенти — лише вода й природна циркуляція повітря, без додаткового теплового забруднення. Автори бачать застосування в житлових і офісних будівлях, школах, зупинках транспорту — там, де потрібне охолодження без витрат енергії.