Avant la réfrigération électrique, conserver les aliments impliquait le transport de gros blocs de glace sur de longues distances. Aujourd'hui, un système en boucle fermée de tuyaux remplis de produits chimiques réfrigérants absorbe et rayonne de la chaleur, une méthode fiable qui s'accompagne de demandes énergétiques élevées et de l'utilisation de produits chimiques nocifs pour l'environnement.
En 2023, des chercheurs de l'UCBerkeley ont introduit le cycle de réfrigération ionocalorique, un concept qui revisite le modeste changement de phase de l'eau. Lorsque la glace fond, elle absorbe la chaleur; lorsque l'eau liquide gèle, elle libère de la chaleur. En orchestrant ces transitions à l'intérieur et à l'extérieur d'un conteneur, le système peut refroidir l'intérieur tout en dissipant la chaleur vers l'extérieur.
Il est essentiel de parvenir à faire fondre la glace en interne. L’équipe a ajouté des ions chargés – du sel – pour abaisser le point de congélation de l’eau, un principe déjà utilisé dans le dessalement de l’eau de mer. Un courant électrique injecte des ions lorsque l'eau est à l'intérieur de la chambre et les extrait lorsqu'elle est à l'extérieur, permettant à l'eau de fondre à l'intérieur, d'absorber quelques degrés de chaleur, puis de geler et de diffuser cette chaleur.
D'après une récente interview avec Berkeley Lab News , le co-auteur Ravi Prasher a défini trois objectifs :réduire les coûts, accroître l'efficacité énergétique et réduire le potentiel de réchauffement climatique. Le prototype repose sur des ingrédients courants :eau purifiée, iode et sodium, ce qui le rend très abordable.
Les premiers tests ont démontré une variation de température de 25 °C en utilisant seulement 0,22 V. Bien que la conception soit encore au stade du laboratoire, des besoins électriques aussi faibles laissent présager un avenir qui pourrait dépasser les réfrigérateurs conventionnels en termes de consommation d'énergie.
Le secteur de la réfrigération représente près de 8 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre, en grande partie à cause de l’électricité nécessaire au fonctionnement des appareils. Le remplacement des gaz hydrofluorocarbonés à haute pression (par exemple R134a, R410a) par un cycle d'eau salée élimine les fuites de gaz à effet de serre puissants. De plus, les chercheurs ont testé l'ajout de carbonate d'éthylène, un composé qui absorbe le CO₂ lors de la fabrication, suggérant que les futures unités pourraient même séquestrer le carbone de l'atmosphère.