«Шоковая заморозка» для серверов: китайские учёные научились охлаждать системы ИИ за 20 секунд без фреона

В настоящее время Китай вырабатывает примерно в два раза больше электроэнергии, чем США. Это позволяет ему надеяться на лидерство в погоне за искусственным интеллектом. Значительная часть этой энергии идёт на охлаждение дата-центров. Пока этого ресурса хватает, но в отдалённой перспективе охлаждение может стать проблемой. Спасение может прийти от новых технологий — например, в виде интересной разработки «шоковой заморозки» для ЦОД.

Китайские учёные из Института металловедения Китайской академии наук (Institute of Metal Research) открыли новый механизм охлаждения, названный барокалорическим эффектом при растворении (dissolution barocaloric effect). Он обнаружен у водного раствора тиоцианата аммония (NH₄SCN): под высоким давлением соль осаждается (выпадает в осадок), выделяя тепло, а при резком сбросе давления быстро снова растворяется, поглощая огромное количество тепла из окружающей жидкости.

Этот процесс обратимо повторяется в четырёхэтапном цикле: нагрев под давлением, отвод тепла, охлаждение при сбросе давления и подача холодной жидкости к объекту охлаждения. В отличие от традиционных твердотельных барокалорических материалов, жидкостная система обеспечивает гораздо более быстрый и мощный теплоотвод без использования вредных фторуглеродных хладагентов, что делает её экологически чистой альтернативой классическим компрессорным холодильникам.

В лабораторных экспериментах при комнатной температуре насыщенный раствор тиоцианата аммония охлаждался почти на 30 °C всего за 20 секунд после сброса давления, достигая отрицательных температур с образованием инея. Перепад температур может быть гораздо больше, что было показано в эксперименте с охлаждением более чем на 50 °C. Один цикл системы охлаждения в лабораторных условиях поглощает до 67 Дж тепла на грамм рабочей жидкости, а теоретическая энергетическая эффективность составляет 77 % (приближается к 80 %), что значительно превосходит типичные 50 % у бытовых компрессорных холодильников.

Хотя предложенная технология находится пока на стадии лабораторных опытов, её высокая эффективность, скорость и экологичность открывают путь к масштабируемым системам охлаждения без фреона, способным радикально снизить глобальные выбросы от работы холодильного сектора в промышленности. Дальнейшие исследования сосредоточатся на оптимизации давления, долговечности раствора и интеграции в реальные системы.