يلجأ إيفاري إلى علم الصواريخ لحل مشاكل المضخات الحرارية

قبالة طريق سريع يقع في غابات نيو هامبشاير، كانت مجموعة صغيرة من المهندسين يعملون بهدوء على مضخات حرارية متقدمة مستوحاة من الصواريخ والأقمار الصناعية، من بين كل الأشياء.

خرجت شركة Evari من التخفي يوم الثلاثاء بتقنيتها الأساسية المتعلقة بالآلات التوربينية الصاروخية. الهدف هو إضافة عشرات الأميال إلى نطاق السيارات الكهربائية مع استبعاد الغاز الطبيعي من أعمال التدفئة المنزلية.

تستخدم المضخات الحرارية الكهرباء لنقل الطاقة الحرارية من مكان إلى آخر، وهي تميل إلى أن تكون أكثر كفاءة من التدفئة التقليدية. وفي حالة تدفئة المنزل، فإنها تستخرج الحرارة من الهواء الخارجي وتنقلها إلى الداخل لإبقاء ساكنيه دافئين. في الثلاجة، يقومون بسحب الحرارة بعيدًا عن الحجرة الداخلية للحفاظ على برودة الطعام. قالت وكالة الطاقة الدولية إن المبيعات العالمية للمضخات الحرارية نمت بمعدل مزدوج الرقم في السنوات الأخيرة، لكنها لم تكن كافية لإبقاء العالم على المسار الصحيح للوصول إلى صافي انبعاثات الكربون إلى الصفر في عام 2050.

اليوم، مساحات كبيرة من الكرة الأرضية لم تعتمد المضخات الحرارية من مصدر الهواء لأنها لا تعمل بشكل جيد عندما ينخفض ​​الزئبق. لا تزال معظم هذه الأماكن تعتمد على الغاز الطبيعي أو زيت التدفئة، وسيتطلب إقناع الناس بالتبديل حلاً سهل التشغيل أرخص من الفرن أو المراجل الموجودة لديهم ويعمل في درجات حرارة قصوى. التكنولوجيا الأساسية الموجودة داخل سيارتك أو منزلك لم تتغير منذ أكثر من قرن، ولا تزال لا تعمل بشكل جيد في درجات الحرارة المنخفضة.

قال ووكر: “لنفترض أن درجة الحرارة -30 درجة فهرنهايت في ولاية مينيسوتا، ولديك سخان ماء ساخن قسري”. “لا توجد مضخة حرارية في السوق يمكنها القيام بذلك في أي درجة حرارة، ناهيك عن درجات الحرارة الباردة حقًا.”

ومع ذلك، هذا هو بالضبط نوع النظام الذي سيستهدفه إيفاري في النهاية. تتفوق آليتها التوربينية عندما يكون هناك فارق كبير في درجة الحرارة يجب عليها سده. قد يعني ذلك استخراج الحرارة من ليلة باردة في ولاية مينيسوتا لتدفئة المنزل، ولكنه قد يعني أيضًا إلقاء الحرارة من حاوية مبردة على شاحنة كهربائية في فترة ما بعد الظهيرة الحارة في ميامي. لم تكشف شركة Evari عن سوقها المستهدف بعد، لكن ووكر قال إنها تستهدف النقل أولاً.

علاوة على ذلك، وجد الباحثون أن المبردات التي تستخدمها معظم المضخات الحرارية هي إما غازات دفيئة قوية أو يمكن أن تتحلل إلى مواد كيميائية إلى الأبد.

تستخدم المضخة الحرارية التي تعمل بالطاقة التوربينية من شركة Evari مواد تبريد مثل البروبان مع إمكانية منخفضة للغاية لظاهرة الاحتباس الحراري. كما أنها لا تحتاج إلى زيت للتشحيم. قد يبدو هذا أمرًا غريبًا يجب تسليط الضوء عليه، ولكن من الصعب تصميم زيت يعمل بشكل جيد على طرفي الطيف ويلعب بشكل جيد مع مبرد المضخة الحرارية. قال ستيف ووكر، المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي لشركة Evari، لـ TechCrunch، إن المضخة الحرارية الخالية من الزيت يمكن أن تعمل بكفاءة أكبر في نطاق أوسع من درجات الحرارة.

إذا تمكنت شركة Evari من طرح مضختها الحرارية في السوق بتكلفة تنافسية مع الخيارات الحالية، فإنها ستقلب نطاقًا واسعًا من الصناعات رأسًا على عقب. تُستخدم المضخات الحرارية ليس فقط لتدفئة وتبريد المنازل والمركبات، ولكن أيضًا لتوليد الحرارة للعمليات الصناعية، وتجفيف المباني من الرطوبة، والحفاظ على الطعام باردًا في متاجر البقالة، والمزيد.

قام ووكر بتمويل المراحل الأولى من التطوير من ماله الخاص، مستفيدًا من المكاسب غير المتوقعة التي حصل عليها من بيع شركة ناشئة سابقة أسسها والتي حولت نفايات الخشب إلى وقود. وقال ووكر إنه نتيجة لذلك، تمكن إيفاري من حل الكثير من المخاطر الفنية. لذلك، بينما أعلنت الشركة اليوم عن جولة تمويل أولية بقيمة 7.5 مليون دولار، إلا أنها أبعد بكثير من معظم الشركات في مرحلة التأسيس. قادت الجولة شركة Clean Energy Ventures بمشاركة Farvatn Venture وملائكة من مجموعة Clean Energy Venture Group.

وقال ووكر إن عملية تصنيع ضواغط إيفاري ستكون على الأرجح أكثر تكلفة من التصميمات الحالية، لكنها يجب أن تكون أرخص بشكل عام لأنها تتطلب مواد أقل. وقال: “أقل من 5% من النحاس والمواد الأرضية النادرة، على سبيل المثال، لنفس الكمية من ناتج التبريد أو التدفئة”. يتراوح حجم الضواغط التوربينية الخاصة بالشركة الناشئة من صغر حجم الدايم إلى أكبر قليلاً من الربع. وأضاف أنه على الرغم من دورانها بمئات الآلاف من الدورات في الدقيقة، إلا أنها تكاد تكون صامتة وخالية من الاهتزاز.

من خلال استبدال تكاليف المواد ببعض نفقات التصنيع الإضافية، فإن نهج Evari الخفيف للمواد في وضع جيد لعزل الشركة عن التوترات الجيوسياسية المتزايدة التي تتشكل بشأن المعادن المهمة. ويتم استخراج الكثير منها أو معالجتها في الصين أو تتدفق عبر شركات مملوكة للصين، وقد جعلت الحكومة الأمريكية من أولوياتها فصل أكبر قدر ممكن من سلسلة توريد المعادن في البلاد.

وفي الوقت نفسه، بدأت السياسة الصناعية الأميركية في تفضيل التصنيع المحلي. وأعلنت إدارة بايدن في فبراير/شباط أنها خصصت 63 مليون دولار من قانون الإنتاج الدفاعي لتعزيز تصنيع المضخات الحرارية على وجه التحديد.

بالنسبة لإيفاري، التوقيت لا يمكن أن يكون أفضل. وهي تجد نفسها عند التقاء ثلاثة اتجاهات كاسحة. والآن يتعين عليها فقط إدخال ضواغطها فائقة السرعة في مرحلة الإنتاج في الوقت المناسب للحاق بموجة اعتماد المضخات الحرارية.