Resfriamento barocalórico oferece novo caminho para a refrigeração

Com informações da Physics World - 27/02/2026

O efeito barocalórico obtido foi classificado como "extremo" pelos pesquisadores.
[Imagem: Kun Zhang et al. - 10.1038/s41586-025-10013-1]

Novas formas de produzir frio

A refrigeração tradicional, aquela da sua geladeira e dos aparelhos de ar-condicionado, baseia-se no resfriamento por compressão de vapor. É uma tecnologia do século XIX que utiliza a mudança de fase de um fluido: Uma válvula permite que o fluido líquido evapore, transformando-se em gás e absorvendo calor (dentro da geladeira) durante o processo. Um compressor, então, força o fluido refrigerante de volta ao estado líquido, liberando o calor (no ambiente externo).

Funciona bem, mas consome muita eletricidade e os engenheiros não têm conseguido fazer progressos muito significativos. De fato, o ciclo de compressão de vapor já está próximo da eficiência máxima estabelecida pelo limite de Carnot. Além disso, os refrigerantes são frequentemente tóxicos, contribuindo para danos ambientais.

Mas há alternativas, como o resfriamento calórico, que funciona controlando a entropia, ou desordem, dentro de um material por meio de campos magnéticos ou elétricos, forças mecânicas ou pressão. Esta última opção, conhecida como resfriamento barocalórico, é, em alguns aspectos, a mais promissora.

No entanto, a maioria dos materiais barocalóricos conhecidos são sólidos, apresentando baixa eficiência na transferência de calor e uma capacidade de resfriamento limitada. Consequentemente, a transferência de calor para dentro e para fora desses materiais é lenta.

Kun Zhang e colegas da Universidade de Ciência e Tecnologia da China acreditam ter encontrado o caminho para escapar desses desafios.

Fotos dos protótipos testados pela equipe.
[Imagem: Kun Zhang et al. - 10.1038/s41586-025-10013-1]

Refrigeração barocalórica de estado líquido

Zhang desenvolveu um sistema de resfriamento barocalórico que dispensa os materiais sólidos usados até hoje.

A nova técnica se baseia em um processo termodinâmico fundamental chamado dissolução endotérmica. O princípio fundamental é que, quando um sal se dissolve em um solvente, algumas das ligações do solvente se rompem. A quebra dessas ligações requer energia, e assim o solvente esfria - às vezes drasticamente.

A grande inovação da equipe está na descoberta de uma maneira de reverter esse processo aplicando pressão, criando um sistema de refrigeração funcional e prático. Tudo começa dissolvendo-se um sal, o tiocianato de amônio (NH₄SCN), em água. Ao aplicar pressão à solução resultante, o sal precipita (um processo exotérmico) de acordo com o princípio de Le Chatelier, que afirma que, quando um sistema em equilíbrio químico é perturbado, ele se ajustará a um novo equilíbrio, contrabalançando, tanto quanto possível, o efeito da mudança.

Quando se retira a pressão, o sal se dissolve novamente quase que imediatamente. Esse processo altamente endotérmico absorve uma enorme quantidade de calor, fazendo com que a temperatura da solução caia em quase 27 K à temperatura ambiente e em até 54 K em temperaturas mais elevadas. É um efeito tão forte que os cientistas o chamaram de "efeito barocalórico extremo".

Problemas e possibilidades

Como o resfriamento barocalórico com NH₄SCN aquoso funciona bem em altas temperaturas, ele pode ser adequado para o gerenciamento térmico de centrais de dados de informática e IA. Outras possibilidades incluem o ar-condicionado de veículos e edifícios residenciais e industriais.

No entanto, existem alguns problemas que precisam ser resolvidos antes que esses sistemas de refrigeração cheguem ao mercado. O NH₄SCN e sais similares são corrosivos, o que pode danificar os componentes do refrigerador. As altas pressões exigidas no sistema atual também podem ser prejudiciais a longo prazo.

Por isso, além de planejar prosseguir seus próprios desenvolvimentos, a equipe espera que outros pesquisadores ajudem a encontrar materiais melhores ou desenvolver técnicas semelhantes que também não dependam de transições de fase.

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