inel rotativ (centru), aproximativ diametrul unui disc compact, cicluri de material magnetic sub formă de pulbere în și dintr-un spațiu în magnet puternic la spate.

conceptul de frigidere magnetice nu este nou, dar până în prezent, progresele semnificative au fost împiedicate de necesitatea unor câmpuri magnetice extrem de puternice. În ultimii ani, oamenii de știință de la două companii separate au adus îmbunătățiri semnificative materialelor magnetocalorice utilizate și le încorporează în prototipuri de lucru potrivite pentru utilizarea de zi cu zi, potrivit vorbitorilor de la APS March Meeting din Austin, Texas.frigiderele convenționale funcționează prin comprimarea și extinderea unui gaz pe măsură ce acesta curge în jurul unității de răcire, dar acest proces nu este deosebit de eficient. Refrigerarea reprezintă în prezent 25% din consumul rezidențial și 15% din consumul comercial de energie în SUA în trecut a folosit și gaze dăunătoare mediului.

în schimb, dispozitivele frigorifice magnetice au o eficiență ridicată chiar și la scară mică, permițând dezvoltarea de produse portabile, alimentate cu baterii. De fapt, Stephen Russek de la Aeronautics Corporation, estimează că atunci când frigiderele magnetice sunt complet dezvoltate, acestea ar putea reduce consumul de energie cu aproximativ 10 miliarde de dolari pe an, împreună cu reduceri semnificative ale emisiilor de dioxid de carbon. În plus, refrigerarea magnetică nu utilizează gaze care diminuează stratul de ozon sau încălzirea globală.tehnologia de activare se bazează pe efectul magnetocaloric, observat pentru prima dată în 1881: un material magnetocaloric eficient se încălzește atunci când este plasat într-un câmp magnetic și se răcește reversibil atunci când este îndepărtat din câmpul magnetic.

primul frigider magnetic a fost demonstrat în 1933, iar refrigerarea magnetică a fost utilizată în multe laboratoare pentru a se răci într-o miime de grad peste zero absolut. Laboratorul Ames s-a implicat în 1991, potrivit Metalurgistului Senior Karl Gschneider, Jr., când Aeronautica a cerut grupului său să proiecteze agenți frigorifici magnetici mai puțin costisitori pentru lichefierea hidrogenului. Au produs materiale care au fost cu 10% până la 30% mai eficiente decât cele utilizate atunci și, pe baza acestei lucrări, Aeronautica a demonstrat o unitate prototip în noiembrie 1996.o a doua descoperire a avut loc în 1997, când oamenii de știință de la Ames Lab au descoperit că efectul magnet – ocaloric uriaș în aliajele gadoliniu-siliciu-germaniu a fost de două până la 10 ori mai mare decât în prototipurile frigorifice existente. Aceste aliaje îmbunătățesc eficiența frigiderelor magnetice la scară largă, dar deschid și ușa către noi aplicații la scară mică, cum ar fi aerul condiționat pentru casă și automobile.

cu toate acestea, inițial procesul a folosit gadoliniu de înaltă puritate mai scump și a dus la cantități mici de mai puțin de 50 de grame de aliaje Gd-Si-Ge. Gschneider și cohortele sale au dezvoltat un nou proces pentru producerea cantităților de kilograme din aliaj folosind gadoliniu ieftin de calitate comercială, obținând aproape același efect magnetocaloric ca și descoperirea inițială. Între timp, alți cercetători ai Laboratorului Ames au proiectat o configurație cu magnet permanent capabilă să producă un câmp magnetic mai puternic, un avans important, deoarece ieșirea și eficiența dispozitivului sunt proporționale cu puterea câmpului magnetic.bazându-se pe demonstrația sa anterioară a unui dispozitiv bazat pe magneți supraconductori la temperatura camerei, Aeronautics Corporation a demonstrat acum primul frigider magnetic rotativ la temperatura camerei, pe bază de magnet permanent. Designul Rotativ constă dintr-o roată care conține gadoliniu și un magnet permanent puternic. Roata trece printr-un spațiu în magnet unde este câmpul magneticconcentrat, iar gadoliniul se încălzește. În timp ce se află încă pe câmp, apa este circulată pentru a extrage căldura din material și a respinge căldura prin schimbătorul de căldură fierbinte. Pe măsură ce materialul părăsește câmpul magnetic, acesta se răcește în continuare. În timp ce materialul este în afara câmpului, un curent de apă este răcit de material și circulat prin schimbătorul de căldură rece al frigiderului, îndepărtând căldura din obiectul de răcit.

Aeronautica nu este singura companie angajată în dezvoltarea refrigerării magnetice. Oamenii de știință de la Chubu Electric din Japonia, în colaborare cu Toshiba Corporation, au reușit, de asemenea, să dezvolte un frigider magnetic rotativ cu magneți permanenți.

schema de proiectare este similară cu cea a Aeronauticii, cu o creștere a capacității de răcire cu un factor de 1,5 și o scădere de 1/3 a puterii de conducere. Dispozitivul lui Chubu are, de asemenea, aproximativ douăzeci de dimensiuni ale frigiderelor prototip anterioare care folosesc magneți supraconductori. Aplicațiile comerciale potențiale ale acestor frigidere includ aer condiționat, conservarea alimentelor, dezumidificarea aerului și distribuirea băuturilor.

cu toate acestea, Russek spune că cele mai probabile aplicații timpurii vor fi de natură industrială: răcirea fluidelor de proces pentru alimente, produse chimice, gaze industriale și producția farmaceutică, precum și transportul frigorific și răcirea electronicelor. „Credem cu tărie că aceasta ar putea fi o nouă afacere globală”, spune el.