Японський інститут NIMS знайшов матеріал із сильним магнітокалоричним ефектом поблизу температури зрідження водню. Йдеться про диборид гольмію HoB₂, дослідження якого оприлюднили 12 травня 2020 року. Це перспективний компонент холодильної системи, а не готовий кріостат для квантового процесора.
Як магнітне поле допомагає охолоджувати
Магнітне охолодження використовує зміну стану матеріалу під дією поля. За відповідних умов його адіабатичне розмагнічування знижує температуру. Для зрідження водню особливо важливий діапазон близько 20 К, або −253 °C.
За повідомленням NIMS, алгоритм навчали приблизно на 1600 експериментальних точках. Після прогнозування властивостей сотень сполук дослідники синтезували HoB₂ й перевірили його в лабораторії. Об’ємна зміна ентропії сягнула 0,35 Дж/(см³·К). Це характеристика матеріалу, а не потужність готового холодильника.
Від речовини до установки
Практичне застосування потребує зручної форми частинок, захисту від взаємодії з воднем та перевірки роботи в повному холодильному циклі. Високий магнітокалоричний ефект сам собою ще не визначає енергоефективності промислової установки.
Ця технологія стосується зберігання водню. Про іншу ланку — його отримання — читайте в нашому матеріалі про сонячний водневий модуль Fraunhofer Neo-PEC.