Teknologi refrigerasi baru dapat membantu mewujudkan emisi karbon rendah, kapasitas pendinginan tinggi, dan efisiensi transfer panas tinggi secara bersamaan.

Beijing, China (Xinhua/Indonesia Window) – Sekelompok peneliti China berhasil mencapai terobosan dalam teknologi refrigerasi dengan menemukan efek pendinginan baru yang dapat membantu mewujudkan emisi karbon rendah, kapasitas pendinginan tinggi, dan efisiensi transfer panas tinggi secara bersamaan, sebut sebuah studi yang dipublikasikan dalam jurnal Nature pada Kamis (22/1).

Teknologi refrigerasi merupakan salah satu pilar utama masyarakat modern. Sistem pendinginan kompresi uap yang digunakan secara luas menyumbang sekitar 2 persen dari produk domestik bruto (PDB) China, tetapi juga mengonsumsi hampir 20 persen dari pasokan listrik dan menghasilkan 7,8 persen emisi karbon di negara itu.

Untuk menjawab kebutuhan akan efisiensi yang lebih tinggi dan pengurangan emisi yang lebih besar, para peneliti dalam beberapa tahun terakhir mengembangkan bahan kalor padat. Material ini dapat menyerap dan melepaskan panas melalui perubahan tekanan atau medan magnet, sehingga mencegah kekhawatiran soal emisi.

Namun, material tersebut memiliki kelemahan yang fatal, karena zat padat tidak dapat mentransfer panas dengan baik, sehingga menjadikannya tidak efisien saat dibutuhkan untuk penggunaan berskala besar.

Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh Li Bing dari Institut Penelitian Logam Akademi Ilmu Pengetahuan China menemukan efek barokalorik pelarutan pada larutan garam NH₄SCN. Ketika tekanan diberikan pada larutan tersebut, NH₄SCN padat mengendap dan melepaskan panas. Saat tekanan diturunkan, garam tersebut dengan cepat melarut dalam larutan itu sambil menyerap banyak panas.

Pada suhu kamar, temperatur larutan tersebut dapat turun hampir 30 derajat Celsius dalam waktu 20 detik, dengan kinerja pendinginan yang bahkan jauh lebih besar pada suhu yang lebih tinggi, jauh melampaui kemampuan material kalor padat yang ada saat ini.

Metode baru ini memadukan refrigeran dan medium perpindahan panas ke dalam satu fluida tunggal, sehingga secara bersamaan mencapai emisi karbon rendah, kapasitas pendinginan tinggi, dan efisiensi transfer panas yang tinggi, demikian dinyatakan dalam studi tersebut.

Berdasarkan temuan ini, tim peneliti merancang sistem siklik empat tahapan, yang mencakup pemberian tekanan untuk pemanasan, pelepasan panas ke lingkungan, penurunan tekanan untuk pendinginan, dan penyaluran kapasitas pendinginan.

Simulasi menunjukkan bahwa satu siklus dari sistem ini dapat mencapai penyerapan panas sebesar 67 joule per gram larutan, dengan efisiensi energi setinggi 77 persen, memperlihatkan potensi signifikan bagi penerapan teknik dan komersial.

Studi ini tidak hanya memberikan prinsip refrigerasi baru, tetapi juga meletakkan landasan ilmiah yang sangat penting bagi pengembangan teknologi pendinginan generasi baru yang efisien dan ramah lingkungan, seperti sistem pendinginan untuk pusat data berskala besar.

Menurut laporan Global Cooling Watch 2025 yang dikeluarkan oleh Badan PBB untuk Lingkungan Hidup (UNEP), permintaan pendinginan diperkirakan akan meningkat lebih dari tiga kali lipat per 2050 dibandingkan level 2022, yang berpotensi hampir menggandakan emisi gas rumah kaca dari sistem pendingin.

Laporan: Redaksi