Chłodzenie przyszłości to woda i sól. Klasyczne systemy nie mają z nimi szans

Badacze z Chińskiej Akademii Nauk zaprezentowali koncepcję chłodzenia, która może zmienić sposób zarządzania ciepłem w nowoczesnej infrastrukturze cyfrowej. W opublikowanym w czasopiśmie „Nature” artykule opisali metodę opartą na wodzie nasyconej tiocyjanianem amonu. Po wytworzeniu w takim roztworze ciśnienia i jego gwałtownym uwolnieniu temperatura cieczy potrafi spaść nawet o 30 stopni Celsjusza w warunkach pokojowych oraz o 50 stopni w cieplejszym otoczeniu. Wyniki te szybko zwróciły uwagę branży technologicznej, poszukującej alternatyw dla klasycznych czynników chłodniczych.

Autorzy badań porównują działanie systemu do mokrej gąbki. Woda pełni rolę struktury pochłaniającej, a sól zachowuje się jak ciecz uwięziona wewnątrz. Pod wpływem nacisku tiocyjanian amonu zostaje wyparty, a procesowi towarzyszy oddawanie ciepła. Gdy ciśnienie maleje, sól ponownie rozpuszcza się w wodzie, pochłaniając energię cieplną z otoczenia i prowadząc do szybkiego obniżenia temperatury. Cały cykl opiera się na zjawiskach fizykochemicznych, bez użycia klasycznych gazów chłodniczych.

Wydajność, która przyciąga uwagę centrów danych

Według zespołu badawczego teoretyczna sprawność takiego rozwiązania sięga niemal 80 procent. To wartość wyraźnie wyższa od tej, którą osiągają powszechnie stosowane systemy chłodzenia. Chińska telewizja państwowa CCTV zwraca uwagę, że dziś nawet 40 procent energii elektrycznej zużywanej przez centra danych trafia na chłodzenie. W realiach gwałtownego wzrostu zapotrzebowania na moc obliczeniową, napędzanego przez systemy sztucznej inteligencji, ograniczenie tego udziału staje się jednym z kluczowych wyzwań.

„Systemy chłodzenia odpowiadają obecnie za prawie 40 procent całkowitego zużycia energii elektrycznej w centrach danych” – podała państwowa telewizja CCTV. „To odkrycie może zapewnić bardziej wydajne rozwiązanie chłodzenia dla tych obiektów o wysokim zużyciu energii”.

Ulga dla infrastruktury AI i HVAC

Nowy system mógłby znacząco zmniejszyć zużycie energii potrzebnej do utrzymania stabilnych temperatur w serwerowniach obsługujących układy AI o wysokim poborze mocy. Badacze podkreślają również potencjał zastosowań poza centrami danych. Rozwiązanie może trafić do instalacji HVAC w budynkach przemysłowych i komercyjnych, gdzie liczy się zarówno efektywność energetyczna, jak i presja na ograniczenie emisji związanych z tradycyjnymi czynnikami chłodniczymi.

Materiał przyjazny instalacjom, ale nie bez wad

Tiocyjanian amonu, mimo że jest solą, nie powoduje korozji wielu popularnych metali stosowanych w instalacjach. Dzięki temu system nie wymaga specjalistycznych rur ani egzotycznych materiałów konstrukcyjnych. Jednocześnie naukowcy nie ukrywają ograniczeń. Do sprężania czynnika nadal potrzebna jest energia elektryczna, a sama sól może powodować podrażnienia i oparzenia. Jej higroskopijność rodzi pytania o stabilność roztworu w długim okresie eksploatacji.

Technologiczny wyścig i chińska perspektywa

Mimo tych barier odkrycie jest postrzegane jako ważny krok w stronę bardziej energooszczędnej infrastruktury cyfrowej. Nawet Chiny, dysponujące znacznymi zasobami energii elektrycznej dla szybko powstających centrów danych, widzą w tej technologii szansę na poprawę efektywności kosztowej.