Proizvodnja mangan-cink ferita i uticaj sastava na njihova svojstva. Metoda magnetnog hlađenja Elektromagnetno hlađenje

Savremeni sistemi za hlađenje u industriji, automobilskoj industriji i domaćinstvu koriste rashladne hemikalije kao što su fluorougljenici, ugljovodonici koji sadrže hlor ili amonijak, koji utiču na životnu sredinu, a posebno uništavaju ozonski omotač. Tehnologija kompresije pare koja se trenutno koristi razvijena je prije oko 100 godina. Iako je vremenom poboljšan, njegova efikasnost nije značajno povećana.

Dr. inženjer Sergiu Lionte, istraživač i diplomirani student na Nacionalnom institutu za primijenjene nauke INSA u Strazburu, Francuska, kaže da je magnetno hlađenje inicijativa vođena potrebom za optimizacijom troškova energije, kao i željom za stvaranjem obnovljivog izvora energije koji je ekološki prihvatljiv. U poređenju sa trenutnim sistemom hlađenja, ova tehnologija ima tri prednosti. Prvo, troškovi energije će se prepoloviti u odnosu na tradicionalne klasične sisteme, tako da je nova tehnologija veoma efikasna. Drugo, uticaj na životnu sredinu će biti prilično nizak jer koristi vodu kao radnu tečnost, eliminišući potrebu za štetnim materijama kao što su CFC i amonijak. Treća glavna prednost je odsustvo buke. To je tih proizvod jer ne koristi kompresor kao tradicionalna tehnologija.

Prototip magnetnog frižidera

Koji je mehanizam rada ovog rashladnog sistema?

Istraživač Sergiu Lionte, koji je u Francusku stigao nakon što je dobio stipendiju i želeći da učestvuje u razvoju ambicioznog projekta, objašnjava da se sistem zasniva na magnetno-kaloričnom efektu. „Ovaj efekat je svojstvo nekih magnetnih materijala da se zagrevaju kada se stave u naizmenično magnetno polje. LGeCo laboratorija Nacionalnog instituta za primenjene nauke INSA u Strazburu koristi koncept u četiri koraka koji optimizuje ovaj efekat unutar cikličkog procesa i koristi tokom hlađenja:

Dakle, u prvoj fazi se zagrijava magnetnokalorični materijal smješten u jako magnetsko polje. Toplina se zatim uklanja kroz rashladnu tečnost. Radni fluid apsorbuje toplotu i hladi magnetnokalorični materijal. U trećoj fazi, materijal se uklanja iz magnetnog polja i hladi, ali pošto je već djelimično ohlađen tekućinom, njegova temperatura pada ispod početne temperature. U zadnjem koraku ova temperaturna razlika se šalje u okolinu koju želimo da ohladimo, u našem slučaju u frižider. Zatim, temperatura materijala ponovo poraste na početnu temperaturu, proces se može nastaviti.

Princip rada oba rashladna sistema - magnetni i baziran na kompresiji pare

Magnetnokalorični materijal koji se koristi u ovom procesu, gadolinij, je rijedak prirodni element. Partneri koji rade na projektu, među kojima je i rumunski istraživač, koriste Lantan, viši element od gadolinijuma, da naprave neke legure.

Magnetni sistem hlađenja se trenutno razvija u sklopu MagCool projekta koji razvija Nacionalni institut za primijenjene nauke INSA u Strazburu, Francuska, zajedno sa Cooltech-om i drugim partnerima kao što su AMES Laboratory, SAD, Riso Laboratory sa Tehničkog univerziteta Danske i Imperial College London, Engleska. Četiri vodeća svjetska igrača su u žestokoj borbi. Pitanje je: ko će prvi na tržište izbaciti rashladne uređaje bazirane na ovoj tehnologiji?

Jedini nedostatak je visoka cijena magneta i magnetokaloričnih materijala, ali to će nestati nakon industrijalizacije proizvoda, budući da će potražnja biti velika, jedinična cijena će pasti.

Ova informacija dobijena je od dr. ing. Sergiua Liontea, istraživača u okviru projekta MagCool, Strazbur, Francuska, tokom diskusije održane 25. avgusta 2013. godine.

Ako vam se svidio ovaj materijal, onda vam nudimo izbor najboljih materijala na našoj stranici po mišljenju naših čitatelja. Možete pronaći izbor TOP materijala o principima ekoturizma, turističkim rutama, pregledu i analizi prijedloga tamo gdje vam najviše odgovara

Magnetno hlađenje

metoda za dobijanje temperatura ispod 1 K adijabatskom demagnetizacijom paramagnetnih supstanci. Predložio P. Debye (vidi Debye) i američki fizičar W. Gioc (1926); prvi put implementiran 1933. M. o. - jedna od dve praktično korišćene metode za dobijanje temperatura ispod 0,3 K (druga metoda je rastvaranje tečnog helijuma 3 He u tečnom 4 He).

Za M. o. Koriste se soli rijetkih zemnih elemenata (na primjer, gadolinijum sulfat), hrom kalij, feroamonijum, krom metil amonijum alum i niz drugih paramagnetnih supstanci. Kristalna rešetka ovih supstanci sadrži ione Fe, Cr, Gd sa nekompletnim elektronskim omotačima i unutrašnjim magnetskim momentom koji nije nula (Spin ohm). Paramagnetski ioni su odvojeni u kristalnoj rešetki velikim brojem nemagnetnih atoma. To dovodi do činjenice da se pokazuje da je magnetna interakcija jona slaba: čak i na niskim temperaturama, kada je toplotno kretanje značajno oslabljeno, sile interakcije nisu u stanju da naruče sistem nasumično orijentiranih spinova. U metodi M koristi se prilično jak (magnetno hlađenje je donekle ke) vanjsko magnetsko polje, koje, određujući smjer okretanja, magnetizira paramagnet. Kada se eksterno polje isključi (demagnetizacija paramagneta), spinovi, pod uticajem toplotnog kretanja atoma (jona) kristalne rešetke, ponovo dobijaju haotičnu orijentaciju. Ako se demagnetizacija vrši adijabatski (u uslovima toplotne izolacije), tada se temperatura paramagneta smanjuje (vidi Magnetnokalorični efekat).

Proces M. o. Uobičajeno je da se temperatura prikazuje na termodinamičkom dijagramu u koordinatama T- entropija S (pirinač. 1 ). Postizanje niskih temperatura povezano je s postizanjem stanja u kojima tvar ima niske vrijednosti entropije (vidi Entropija) . Entropiji kristalnog paramagneta, koja karakteriše poremećaj njegove strukture, doprinose termičke vibracije atoma kristalne rešetke (“termički poremećaj”) i dezorijentacija spinova (“magnetski poremećaj”). At T® 0 entropija rešetke S pesh opada brže od entropije spin sistema S mag, Dakle S pesh na temperaturama T S Magn. Pod ovim uslovima postaje moguće izvršiti M. o.

Ciklus M. o. ( pirinač. 1 ) sastoji se od 2 stupnja: 1) izotermna magnetizacija (linija AB) i 2) adijabatska demagnetizacija paramagneta (linija BV). Prije magnetizacije, temperatura paramagnetnog materijala se smanjuje na T Magnetno hlađenje je 1 K i održava se konstantnim tokom cijele 1. faze magnetnog polja. Magnetizacija je praćena oslobađanjem topline i smanjenjem entropije na vrijednost S H. U 2. fazi M. o. termičko kretanje, uništavajući redosled okretanja, dovodi do povećanja S mag. Međutim, tokom procesa adijabatske demagnetizacije, entropija paramagneta u cjelini se ne mijenja. Povećati S mag kompenzirano smanjenjem S pesh, odnosno hlađenjem paramagnetika.

Interakcija spinova međusobno i sa kristalnom rešetkom (interakcija spin-rešetka) određuje temperaturu na kojoj počinje nagli pad krivulje S mag at T® 0 i M. o. postaje moguć. Što je interakcija spinova slabija, to se niže temperature mogu dobiti metodom magnetne rezonance. Paramagnetne soli koje se koriste za magnetno hlađenje omogućavaju postizanje temperature magnetnog hlađenja od 10 -3 K.

Značajno niže temperature postignute su paramagnetizmom ne atoma (jona), već atomskih jezgara. Magnetski momenti jezgara su otprilike hiljadu puta manji od spin magnetnih momenata elektrona, koji određuju momente paramagnetnih jona. Stoga je interakcija nuklearnih magnetnih momenata mnogo slabija od interakcije jonskih momenata. Za magnetizaciju do zasićenja sistema nuklearnih magnetnih momenata čak i pri T= Potrebna su jaka magnetna polja od 1 K (magnetno hlađenje 10 7 uh). U praksi se koriste polja od 10 5 Oe, ali su tada potrebne niže temperature (magnetno hlađenje 0,01 K). Pri početnoj temperaturi magnetnog hlađenja od 0,01 K, adijabatskom demagnetizacijom sistema nuklearnih spinova (npr. u uzorku bakra), moguće je dostići temperaturu od 10 -5 -10 -6 K. Ne ceo uzorak se ohladi na ovu temperaturu. Rezultirajuća temperatura (naziva se temperatura spina) karakterizira intenzitet toplinskog kretanja u sistemu nuklearnih spinova neposredno nakon demagnetizacije. Elektroni i kristalna rešetka ostaju nakon demagnetizacije na početnoj temperaturi Magnetno hlađenje 0,01 K. Naknadna razmjena energije između sistema nuklearnih i elektronskih spinova (preko spin-spin interakcije (vidi Spin-spin interakcija)) može dovesti do kratkog termičko hlađenje cijele supstance do T Magnetno hlađenje 10 -4 K. Niske temperature se mjere (magnetno hlađenje 10 -2 K i niže) pomoću metoda magnetne termometrije (vidi Magnetna termometrija). Gotovo M. o. izvedeno na sledeći način ( pirinač. 2 , A). Blok paramagnetne soli C postavljen je na suspenzije od materijala sa niskim koeficijentom toplotne provodljivosti unutar komore 1, koja je uronjena u kriostat 2 sa tečnim helijumom 4 He. Ispumpavanjem helijumske pare, temperatura u kriostatu se održava na 1,0-1,2 K (upotreba tečnog 3 He omogućava da se početna temperatura smanji na 0,3 K). Toplota koja se oslobađa u soli tokom magnetizacije prenosi se na tečni helijum pomoću komore za punjenje gasa 1. Pre isključivanja magnetnog polja, gas iz komore 1 se ispumpava kroz ventil 4 i tako se blok soli C termički izoluje od tečnog helijuma. Nakon demagnetizacije, temperatura soli se smanjuje i može dostići nekoliko hiljaditih delova stepena. Utiskivanjem supstance u blok soli ili povezivanjem supstance sa blokom soli pomoću snopa tankih bakrenih žica, možete ohladiti supstancu na gotovo iste temperature. Najniže temperature se dobijaju metodom dvostepenog M. o. ( pirinač. 2 , b) . Prvo se vrši adijabatska demagnetizacija soli C i prethodno namagnetizovana so D se hladi preko termalnog prekidača (džempera koji provode toplotu) K. Zatim se, nakon otvaranja ključa K, demagnetizuje so D, koja se hladi na temperaturu znatno niža od one dobijene u bloku soli C. Termički prekidač u instalacijama opisanog tipa je obično žica napravljena od supravodljive supstance, čija se toplotna provodljivost u normalnom i supravodljivom stanju pri T Magnetno hlađenje 0,1 K razlikuje mnogo puta. Prema šemi pirinač. 2 , b provode i nuklearnu demagnetizaciju s tom razlikom što sol D zamjenjuju se uzorkom (na primjer, bakrom), za čije se magnetiziranje primjenjuje polje jačine nekoliko desetina ke.

M. O. široko se koristi u proučavanju niskotemperaturnih svojstava tekućeg helijuma (superfluidnost (vidi Superfluidnost) i drugi), kvantnih fenomena u čvrstim tvarima (na primjer, supravodljivost (vidi Superprovodljivost)) , fenomeni nuklearne fizike itd.

Lit.: Vonsovsky S.V., Magnetizam, M., 1971, str. 368-382; Fizika niskih temperatura, pod opštim uredništvom A. I. Shalnikova, prevod sa engleskog, M., 1959, str. 421-610; Mendelson K., Na putu do apsolutne nule, prevod s engleskog, M., 1971; Ambler E. i Hudson R.P., Magnetno hlađenje, Advances in Physical Sciences, 1959, vol. 67, v. 3.

A. B. Fradkov.

Rice. 1. Entropijski dijagram procesa magnetnog hlađenja (S - entropija, T - temperatura). Kriva S 0 - promjena entropije radne tvari sa temperaturom bez magnetnog polja; S n - promjena entropije supstance u polju jačine H; Sresh - entropija kristalne rešetke (Sresh Magnetic cooling T 3): Tcon - konačna temperatura u ciklusu magnetnog hlađenja.

Velika sovjetska enciklopedija. - M.: Sovjetska enciklopedija. 1969-1978 .

Pogledajte šta je "magnetno hlađenje" u drugim rječnicima:

Metoda dobijanja temperature p ispod 1 K adijabatskim putem. paramagnetna demagnetizacija u in. Predložio P. Debye i Amer. fizičar W. Gioc (1926); prvi put implementiran 1933. M. o. jedna od dve praktično korišćene metode za dobijanje temperatura p ispod 0,3 K...... Fizička enciklopedija

- (adijabatska demagnetizacija) smanjenje temperature paramagnetnih materijala koji se nalaze u jakom magnetnom polju kada se polje brzo isključi (vidi Magnetnokalorični efekat); nastaje kao rezultat trošenja unutrašnje energije paramagneta na ... ... Veliki enciklopedijski rječnik

magnetno hlađenje- - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. Englesko-ruski rečnik elektrotehnike i energetike, Moskva, 1999.] Teme elektrotehnike, osnovni pojmovi EN magnetsko hlađenje...

- (adijabatska demagnetizacija), smanjenje temperature paramagnetnih materijala koji se nalaze u jakom magnetnom polju kada se polje brzo isključi (vidi Magnetnokalorični efekat); nastaje kao rezultat trošenja unutrašnje energije paramagneta na ... ... enciklopedijski rječnik

magnetno hlađenje- magnetinis aušinimas statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. magnetno hlađenje vok. magnetische Kühlung, f rus. magnetno hlađenje, n pranc. refroidissement magnétique, m … Fizikos terminų žodynas

- (adijabatska demagnetizacija), smanjenje temperature paramagneta koji se nalaze u jakom magnetnom polju. polje, kada se polje brzo isključi (pogledajte Magni strujni efekat); nastaje kao rezultat internih troškova. paramagnetna energija za dezorijentaciju..... Prirodna nauka. enciklopedijski rječnik

nuklearno magnetno hlađenje- - [A.S. Goldberg. Englesko-ruski energetski rječnik. 2006] Teme: energija općenito EN nuklearno magnetsko hlađenjeNMC ... Vodič za tehnički prevodilac

Polje sile koje djeluje na pokretne električne naboje i na tijela koja posjeduju magnetni moment (vidi Magnetski moment), bez obzira na njihovo stanje kretanja. Magnetno polje karakterizira vektor magnetske indukcije B, koji određuje: ... ...

Hlađenje materija u svrhu dobijanja i praktične upotrebe temperatura ispod 170 K. G. o. obezbeđuje se radnim materijama čija je kritična temperatura ispod 0°C (273,15 K), vazduhom, azotom, helijumom itd. Područje ... Velika sovjetska enciklopedija

Toplotni procesi Članak je dio istoimenog ... Wikipedia

Etapa prvenstva u poslovnoj igri "Gvozdeni preduzetnik"

TvGU, Tver, 5-6 decembar 2014

NOVI MAGNETNI HLADNJACI SOLID STATE

Opis tehnologije:

IN
Tehnologija magnetnog hlađenja zasniva se na magnetno-kaloričnom efektu (MCE). FEM podrazumijeva promjenu temperature u većini magnetnih materijala kada se vanjsko magnetsko polje promijeni, tj. Većina magnetnih materijala se zagrijava kada se magnetizira i hladi kada se demagnetizira. Tako je na osnovu FEM-a moguće kreirati magnetne frižidere – mašine u kojima magnetni materijali deluju kao radni fluidi umesto gasa, a umesto procesa kompresije ili ekspanzije koriste se procesi magnetizacije ili demagnetizacije.

Ciklus hlađenja kompresijom pare Magnetski ciklus hlađenja

priča:

Godine 1905. Langevin je prvi pokazao da promjena magnetizacije paramagneta uzrokuje općenito reverzibilne promjene temperature. Peter Debye (1926) i William Gioc (1927) su predložili korištenje reverzibilnih temperaturnih promjena u paramagnetnoj soli za proizvodnju niskih temperatura adijabatskom demagnetizacijom. Prvi eksperimentalni uređaj za magnetno hlađenje zasnovan na FEM-u predložio je Brown 1979. godine.

Tehnologija magnetnog hlađenja uspješno se koristi za postizanje ultraniskih temperatura i obećavajuća je metoda hlađenja na temperaturama blizu sobne temperature.

Prednosti i ograničenja tehnologije:

Radni fluidi magnetnih frižidera su čvrsti magnetni materijali niske toksičnosti koji se lako mogu reciklirati. Magnetski hladnjaci koji rade na sobnoj temperaturi su poželjniji sa ekološke tačke gledišta, jer ne koriste isparljiva tečna rashladna sredstva, koja negativno utiču na Zemljinu atmosferu. Zamjena tradicionalnih ciklusa koji koriste tečna rashladna sredstva (freoni) magnetsko-termalnim ciklusom u čvrstom stanju značajno će smanjiti potrošnju energije u ovom sektoru privrede (procijenjena efikasnost premašuje tradicionalne tehnologije hlađenja za 30-40%). Ova tehnologija je uključena u sedam energetskih tehnologija koje najviše obećavaju za smanjenje potrošnje energije na planetarnom nivou. Konačno, svi magnetni hladnjaci u čvrstom stanju imaju i druge prednosti: praktičnost i lakoću rada, bešumnost i nezavisnost od orijentacije u prostoru.

Magnetni frižideri imaju prednost kada vam je potreban kompaktan uređaj koji može da pumpa veliku količinu toplotne energije u kratkom vremenskom periodu. Rashladni sistemi zasnovani na FEM-u su relevantni ne samo za kućne, već i industrijske aplikacije – posebno za kreiranje pouzdanih i jeftinih rashladnih sistema u serverskim i data centrima. Magnetni rashladni uređaji se mogu koristiti u različitim oblastima, kao što su ukapljivanje vodonika, klimatizacija, sistemi za hlađenje automobila itd.

Naravno, magnetne rashladne mašine u čvrstom stanju imaju i nedostatke, kao što su visoka cena upotrebljenih materijala i tehnološka složenost proizvodnje. Osim toga, magnetni hladnjaci imaju uski raspon temperature hlađenja, što dovodi do razvoja složenijih operativnih dizajna.

Danas se u cijelom svijetu mnogo radi na razvoju i stvaranju industrijskog prototipa magnetnog hladnjaka. Dobre rezultate postigli su tehnološki giganti kao što su General Electrics, Philips, BMW, Camfridge, Cooltec, Delta Electronics/BASF Future Business/TU Delft i Astronautics. Tek 2014. godine, General Electrics je najavio proizvodnju rashladnih uređaja baziranih na magnetokaloričnom efektu i pokazao pilot instalaciju. Do danas je širom svijeta stvoreno oko 40 prototipova magnetnih hladnjaka. Međutim, nisu svi dizajnirani da pokažu efikasnost i ogroman potencijal tehnologije magnetnog hlađenja.

Politika cijena:

Procijenjena cijena prototipa magnetnog hladnjaka je 50.000 rubalja.

Zadaci:

Osmislite proizvod/uslugu/aplikaciju na osnovu opisane tehnologije i razradite njegov poslovni model.

Razmotrite sljedeće zadatke:

Razviti shemu distribucije proizvoda i načine za stimulaciju prodaje.

Koju dodatnu vrijednost za kupca donosi usluga ili proizvod koji nudite?

Kako iznijeti proizvod/uslugu na tržište? Ko će biti prvi klijenti?

Karakteristike performansi i karakteristike dizajna današnjih najboljih prototipova magnetnih frižidera

(datum objave)		Zimm et al., Astronautics Corp. Amerika, Madison, Viskonsin, SAD (2003.)	Tura i Rowe Univ. Victoria Viktorija, Kanada (2007.)	M. Balli, Švicarska (2013.)	General Electric
Vrsta radnog kola i maksimalna radna frekvencija (Hz)	Klip, Stirlingov ciklus hlađenja	Rotary, 4	Rotary, 4	Klip, 0,5	Rotary
Tip magnetnog sistema i V max (T); Max. snaga hlađenja (W); Max. T(K)	Superprovodni magnet, 7	Trajni magneti, 1.5	Trajni magneti, 1.47	Trajni magneti 1.45	Trajni magneti 1.25
Radni fluid i rashladni materijal	1mm Gd ploče, rashladna tečnost - 20% rastvor alkohola i vode	Sfere Gd, GdEr 0,25-0,5 mm, rashladna tečnost – voda sa inhibitorima	Gd pahuljice, 0,6 mm, rashladno sredstvo – voda.	Gd ploče	Gd prah
Ilustracije

Atomi paramagnetnih supstanci imaju trajni magnetni moment. U nedostatku vanjskog magnetskog polja kao rezultat termičkog kretanja, ovi momenti su nasumično orijentirani. Kvantitativna mjera takvog stanja je entropija, koja se u ovom slučaju naziva magnetna entropija S M. Prema principu Boltzmann

S M = k, (47)

gdje je W m termodinamička vjerovatnoća jednaka broju načina raspodjele n atoma paramagnetnog materijala u podnivoe na koje je podijeljen svaki nivo atoma u magnetskom polju. Kada se magnetsko polje primeni i poveća do zasićenja, svi magnetni momenti atoma su orijentisani duž polja. Magnetska entropija paramagnetnog materijala u ovom stanju postaje nula. Ako se proces magnetizacije paramagnetnog uzorka odvija na konstantnoj temperaturi, onda smanjenje entropije na DS uzrokuje oslobađanje topline DQ =T DS. Ova toplota se prenosi sa uzorka u okolinu. Kao takav medij se koristi tečni helijum.

Kada se uspostavi ravnoteža, helijum se uklanja i uzorak se termički izoluje i podvrgava sporoj adijabatskoj demagnetizaciji, u kojoj se njegova magnetna entropija ponovo povećava za DS.

Rice. 17

Takvo povećanje entropije zahtijeva dovod topline, čiji su izvor samo toplinske vibracije rešetke. Kao rezultat, temperatura uzorka opada (slika 17). Na taj način su postignute temperature ispod 0,001 K.

Kako se temperature približavaju apsolutnoj nuli, toplinski kapacitet se smanjuje na nulu i stoga pad temperature može biti značajan. Debye i Jiok predložio je korištenje reverzibilne adijabatske demagnetizacije za snižavanje temperature uzorka kako se približava apsolutnoj nuli. Ova metoda je postala glavna za dobijanje ultraniskih temperatura.

Neke paramagnetne soli se koriste kao paramagnetski agens, na primjer stipsa, u koju se unose ioni prijelaznih elemenata željezne grupe. Paramagnetna so se stavlja u jako magnetno polje, prethodno ohlađena do temperature helijuma (~4,2 K), a zatim se magnetno polje uklanja. Ova metoda je omogućila postizanje temperature od ~3×10 - 3 K.

Ako umjesto elektronskih koristimo "nuklearne" paramagnete, kod kojih je paramagnetizam određen orijentacijom magnetnih momenata atomskih jezgri, tada se mogu dobiti temperature od ~10 - 5 K.

General Electric je najavio izdavanje rashladnih jedinica baziranih na magnetokaloričnom efektu i predstavio prototip. U ovoj jedinici nema tekućih rashladnih sredstava ili kompresora. Ne postoje ni termoelektrični pretvarači, tako poznati u automobilskim frižiderima, opremi za turiste i sistemima za hlađenje kompjutera.

Dizajn magnetnog frižidera je prilično jednostavan. Određeni predmet, kada se ohladi, svoju toplotu prenosi na metalne ploče. Oni stupaju u interakciju s rashladnom tekućinom, unutar koje se javljaju ciklične promjene pod utjecajem magnetskog polja.

Za laboratorijska istraživanja postoji čitava lista tvari prikladnih za ulogu rashladnog sredstva u magnetnom hladnjaku. Ova lista uključuje fero, antifero i ferimagnete, ali osnovni magnetnokalorički efekat je najveći kod određenih paramagneta.

Ovdje možemo istaknuti, naravno, ovisno o specifičnom zadatku, glavno rashladno sredstvo je paramagnetski materijal s različitim agregatnim svojstvima. Najprikladnija primjena je dušikov oksid ili aluminij.

Paramagnetne supstance imaju polarne molekule, što znači da imaju magnetno polje. Obično su nasumično orijentisani zbog termičke interakcije. Prema vanjskom magnetskom polju, oni su više smješteni u smjeru magnetskih linija. Zbog toga se paramagneti privremeno naručuju iznutra. Formira se reverzibilno smanjenje entropije, što dovodi do pada temperature.

U eksperimentu, efekat je jasno vidljiv pod adijabatskim uslovima - to je kada postoji toplotnoizolaciona ljuska izvan paramagnetnog materijala. Ako se ljuska ukloni, temperatura će se izjednačiti sa okolinom. Pod utjecajem naizmjeničnog magnetnog polja, paramagnetski materijali počinju akumulirati toplinu (snižavajući temperaturu zraka i tijela u blizini), a zatim je prenose na radijator. Tada toplota, kao u svakom frižideru, odlazi u okolinu.

Rashladne jedinice bazirane na magnetokaloričnom efektu su primenljive ne samo u domaćinstvu, već iu industrijskom obimu – naime, za proizvodnju jeftinih i pouzdanih rashladnih sistema u data centrima i server sobama. Prema autoru studije, ovo je put ka revoluciji u rashladnim sistemima.

Ideja o stvaranju magnetnih frižidera postoji dugo vremena. Njemački univerzitetski profesor Emil Warburg opisao je termalne manifestacije u paramagnetima još 1881. godine. Ovaj rad se dugo nije koristio zbog niske produktivnosti instalacija.

Stoljeće kasnije, 1980. godine, istraživači iz Laboratorije Los Alam (SAD) konačno su dobili željeni magnetnokalorični efekat koristeći skupi magnet sa supravodljivim namotom.

Ovi sistemi su nedavno ekonomski prihvatljivi korišćenjem novih materijala i pristupa implementaciji takve razmene toplote. GE predlaže da se ne primjenjuje naizmjenično magnetno polje pomoću induktivnih zavojnica, već da se koriste rotirajući trajni neodimijski magneti.

Ova metoda smanjuje troškove energije i omogućava proizvodnju ekonomičnih magnetnih hladnjaka. Prema dostupnim podacima, oni su 20% energetski efikasniji od konvencionalnih rashladnih sistema. Iako postoji samo eksperimentalni model uređaja, on već lako zamrzava vodu u led.