Công nghệ làm mát bằng nén hơi, vốn đang được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị thông dụng như tủ lạnh và điều hòa hiện nay đã tồn tại hơn một thế kỷ. Tuy nhiên, công nghệ này được đánh giá là kém hiệu quả và gây hại đáng kể cho môi trường. Dù các chất làm lạnh gây hại nhất đã bị cấm từ năm 1989, các chất thay thế như hydrofluorocarbon (HFC) vẫn bị phát hiện là có tác động hiệu ứng nhà kính cao gấp hàng nghìn lần so với khí CO₂. Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), hiện việc làm mát chiếm tới 10% nhu cầu điện toàn cầu. Con số này đang tăng nhanh do biến đổi khí hậu và nhu cầu ngày càng lớn ở các nước đang phát triển. Dự kiến đến năm 2050, số lượng điều hòa không khí toàn cầu sẽ gần như tăng gấp 3, đạt tới con số 2 tỷ đơn vị - điều có thể gây ra cuộc khủng hoảng môi trường nghiêm trọng nếu không có giải pháp thay thế.
Trong bối cảnh đó, PGS.TS Jaka Tušek - Đại học Ljubljana (Slovenia), cùng nhóm nghiên cứu đã tiến hành thử nghiệm một công nghệ hoàn toàn mới, không sử dụng chất làm lạnh, thay vào đó là các ống kim loại. Dự án này là phần mở rộng từ chương trình nghiên cứu SUPERCOOL do Liên minh châu Âu (EU) tài trợ. Theo cảnh báo của PGS.TS Jaka Tušek, chỉ khoảng 1 kg chất làm lạnh nhất định thoát ra môi trường, mức độ ô nhiễm gây ra tương đương với việc lái xe ô tô trên quãng đường gần 30.000 km. Chính vì vậy, việc loại bỏ dần các chất HFC đang được đẩy mạnh. Mặc dù vậy, các chất làm lạnh tự nhiên như amoniac hay isobutane cũng đối mặt với những rào cản riêng như độc tính cao, dễ cháy nổ và giảm hiệu quả ở vùng khí hậu nóng. Công nghệ làm mát ở thể rắn hiện vẫn còn trong giai đoạn đầu phát triển, nhưng mang nhiều tiềm năng khi có thể vận hành an toàn, yên tĩnh và hiệu quả hơn mà không làm tổn hại đến môi trường.
PGS.TS Jaka Tušek cho biết, nhóm nghiên cứu đang sử dụng hợp kim nickel-titanium, hay còn gọi là nitinol - một vật liệu có khả năng thay đổi pha ở thể rắn khi chịu ứng suất cơ học. Khi bị nén, vật liệu sẽ nóng lên, và khi được thả lỏng, sẽ làm mát môi trường xung quanh - cơ chế này được gọi là làm mát đàn hồi. Đáng chú ý, nitinol là vật liệu an toàn với con người, thường được dùng trong y học và không gây hại cho môi trường. Dù hiện tại mẫu thử nghiệm mới chỉ đạt khoảng 15% hiệu suất tối đa, trong khi công nghệ nén hơi thông thường đạt 20-30%, nhưng với tiềm năng phát triển, các nhà khoa học tin rằng, công nghệ này sẽ còn tiến xa và mở ra hướng đi mới cho ngành công nghiệp làm lạnh toàn cầu.
Xuân Bình (theo Interesting Engineering)