Thiết bị trao đổi nhiệt của điều hòa Hyperganic lấy cảm hứng từ hoa hướng dương, tạo hình bằng công nghệ in 3D - Nguồn ảnh: Hyperganic

Trong một phòng nghiên cứu đặc biệt tại thành phố Boston (Massachusetts, Mỹ), công ty khởi nghiệp Transaera đang thử nghiệm một công nghệ tân tiến có thể giảm năng lượng tiêu thụ của điều hòa nhiệt độ xuống đến 50%. “Máy điều hòa không chỉ làm mát không gian mà còn làm giảm độ ẩm không khí. Đem lại trải nghiệm mát mẻ cho chúng ta nhưng ẩn sau 2 chức năng này là một cái giá đắt”, Ross Bonner - Giám đốc sáng lập Transaera - chia sẻ. “Cái giá đắt” Bonner đề cập liên quan trực tiếp đến nỗi lo về biến đổi khí hậu hiện nay.

Cải thiện thiết kế cổ điển 

Nhiệt độ trái đất tăng nhanh gần đây giúp đẩy mạnh doanh thu các loại máy điều hòa. Ước tính trước năm 2030, sẽ có thêm 1 tỉ chiếc máy làm mát không khí được xuất xưởng. Sức mua tăng vọt là tin vui cho giới kinh doanh nhưng lại khiến không ít chuyên gia môi trường lo ngại. Công nghệ sản xuất điều hòa thịnh hành hiện nay là tác nhân gây nên 4% tổng lượng khí thải toàn cầu, gần gấp đôi tất cả máy bay đang hoạt động trên thế giới. Khí nóng tỏa ra khi máy vận hành cũng khiến môi trường đô thị thêm oi bức. Một giải pháp mới vì lợi ích người tiêu dùng lẫn môi trường đang trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết.   

Sản phẩm điều hòa dân dụng đầu tiên Transaera ra mắt hứa hẹn sẽ mang đến sự đổi thay tích cực. Dẫu có vẻ ngoài khá giống một máy điều hòa mini thông thường, toàn bộ chi tiết bên trong chiếc máy được phủ một lớp chất liệu độc đáo có tên khung kim loại hữu cơ. Như một miếng bọt biển, lớp phủ sẽ làm nhiệm vụ “hút” đi độ ẩm không khí thay cho điều hòa. Song song đó, hơi nóng sinh ra khi điều hòa mở có tác dụng hong khô chất liệu phủ ngoài, giúp nó hút ẩm tốt hơn. Sự tương quan mang tính tuần hoàn này không chỉ giúp điều hòa Transaera tiết kiệm năng lượng mà còn làm giảm đáng kể nguy cơ tạo khí thải. 

Kiểu dáng tương tự quạt điều hòa mini nhưng Transaera sở hữu đặc trưng khác biệt: lớp phủ hút ẩm thông minh làm giảm đáng kể năng lượng tiêu thụ - Nguồn ảnh: Getty Images

Công ty của Bonner đã bắt tay cùng Carrier - một trong những hãng sản xuất thiết bị điều hòa lớn nhất thế giới, để sớm tung ra thị trường lô sản phẩm đầu tiên. Bonner cho hay: “Qua thử nghiệm, chúng tôi nhận ra đây là giải pháp hiệu quả, vừa thiết thực cho môi trường vừa tiết kiệm ngân sách cho người tiêu dùng”.  

Từ nitơ lỏng đến... công nghệ AI 

Lin Kayser - Giám đốc điều hành Hyperganic - công ty thiết kế sản phẩm công nghệ trụ sở tại Munich (Đức) - lại đang ấp ủ dự định thay đổi toàn diện khái niệm về điều hòa nhiệt độ.

“Vài thập niên trở lại đây, chúng ta đã chứng kiến rất nhiều đổi mới công nghệ đặc sắc. Duy với đồ điện tử đặc thù như máy điều hòa, kể từ năm 1985, công nghệ chế tạo lại chưa có nhiều bước tiến nổi bật. Tôi nghĩ cái khó của ngành sản xuất điều hòa nằm ở việc không ít doanh nghiệp vẫn ưa chuộng vật liệu và kỹ thuật lắp ráp đơn giản, rẻ tiền nhưng tiềm ẩn ảnh hưởng độc hại lên môi trường” - Kayser - một doanh nhân yêu thích nghiên cứu robot và vật liệu tiên tiến - nhận định.  

Kayser bắt đầu đổi mới từ thiết bị trao đổi nhiệt - bộ phận vô cùng quan trọng trong các máy điều hòa nhưng lại có thiết kế cổ điển rườm rà, tiêu tốn không gian lẫn lượng lớn điện năng. Khai thác thuật toán máy tính, công nghệ AI (trí thông minh nhân tạo) và in kỹ thuật số, đội ngũ kỹ sư tại Hyperganic đã tạo nên một loạt mẫu thiết bị trao đổi nhiệt với cấu trúc cải tiến lý thú. Lấy cảm hứng từ thiên nhiên kỳ diệu, như dãy san hô tinh xảo hay nhụy hoa hướng dương hình dạng xoắn ốc, điều hòa do Hyperganic sản xuất sở hữu tính năng lưu thông không khí được tối ưu hóa. Bộ phận trao đổi nhiệt của máy được làm hoàn toàn bằng kỹ thuật in 3D với ưu điểm nhỏ gọn, tiết kiệm chi phí lẫn không gây hại môi trường. 

Điều hòa đứng Kenshō chạy bằng nitơ lỏng có thể lắp đặt cho hộ gia đình, trường học, bến tàu xe và nhiều công trình công cộng khác - Nguồn ảnh: Green Kinoko

 Nếu Kayser tìm cảm hứng từ tự nhiên, nữ doanh nhân người Israel, Tal Leizer, lại muốn sáng tạo những mẫu máy điều hòa khác biệt sử dụng chất làm mát đã khá quen thuộc trong đời sống - nitơ lỏng. 

“Một lần đến Ý du lịch năm 2019, lúc ngồi ở quán cà phê ngoài trời, tôi nhận ra không khí chúng ta hít thở đang trở nên vô cùng ngột ngạt. Tôi muốn tìm giải pháp điều hòa nhiệt độ tốt hơn cho không gian ngoại thất, như một cách ứng phó trước biến đổi khí hậu” - Leizer bày tỏ. 
3 năm sau đó, Green Kinoko - thương hiệu của Leizer - cho ra mắt dòng sản phẩm điều hòa ngoài trời đầu tiên chạy bằng nitơ lỏng. Một hộp bảo quản đặc biệt được lắp vào chiếc máy làm mát kiểu dáng hiện đại, thanh lịch. Khi bạn khởi động máy, nitơ lỏng trong hộp chứa sẽ từ từ thoát ra, đem lại hiệu ứng hạ nhiệt nhanh và ổn định ở môi trường mở, có thể xuống đến mức -10 độ C. Máy không đòi hỏi điện năng để vận hành, không sản sinh khí nóng. Trên hết, khí nitơ (thải ra từ điều hòa) chiếm 78% bầu khí quyển, không ảnh hưởng sức khỏe lẫn môi trường tự nhiên.   

Tiềm năng của đất 

Đồng hương của Leizer, Yael Issacharov - một nữ chuyên viên thiết kế sản phẩm công nghiệp - cũng đang đi tìm chức năng khác lạ cho các vật liệu quen thuộc. Yael Issacharov vừa hiện thực hóa ý tưởng về một thiết bị điều hòa trong lành và bền vững đúng nghĩa, không hao tốn điện nhưng vẫn đảm bảo hiệu quả làm mát. Chất liệu hoàn mỹ có thể đáp ứng loạt tiêu chí trên, theo cô, chính là đất nung. 

Tường điều hòa Nave rất phù hợp với những khu vực oi bức - Nguồn ảnh: Fast Company

Issacharov đã quen với sự tồn tại của jarrah - những chiếc bình lớn chuyên trữ nước làm từ đất nung rất phổ biến ở Trung Đông, nơi cô lớn lên. Phía trong bình phủ đầy lỗ nhỏ li ti có tác dụng kích thích nước bay hơi chậm rãi và nhờ đó, làm giảm nhiệt độ nước đáng kể. Trong điều kiện không khí oi bức như mùa hè, jarrah giúp giữ nước mát lạnh lâu hơn. 

“Tôi muốn tạo nên một sản phẩm làm mát tương tự jarrah nhưng mang tính hiện đại, thiết thực hơn với đời sống ngày nay” - Issacharov chia sẻ. Sau cùng, cô xây dựng một dự án ấn tượng: tường điều hòa nhiệt độ làm hoàn toàn từ đất nung. 

Nave - hệ thống điều hòa bằng đất nung Issacharov thiết kế - bao gồm hàng dãy ống rỗng kết hợp thành chuỗi hoa văn sọc hoặc sóng lượn trang nhã. Bên trong bộ khung rỗng được bơm đầy nước. Khai thác cơ chế làm mát tương tự chiếc bình jarrah cổ điển, chúng sẽ thúc đẩy nước bốc hơi từ từ. Nước trong tường đất trở nên mát hơn đồng nghĩa không gian xung quanh chúng cũng được giảm nhiệt. “Không mất nhiều thời gian, một mảng tường Nave có thể giúp một căn phòng đạt tới nhiệt độ ôn hòa lý tưởng khoảng 25 độ C, với độ ẩm trung bình từ 30 - 50% vốn tốt cho sức khỏe” - Issacharov nói. 

Các tấm điều hòa có thể được tháo lắp linh hoạt tùy diện tích, bối cảnh. Sức hút của Nave nằm ở tính mộc mạc, bền vững lẫn tiện dụng. “Kết hợp sức sáng tạo của người xưa với công nghệ hiện đại, tôi tin chúng ta có thể tạo ra những giải pháp điều hòa ôn hòa hơn vì lợi ích kinh tế và môi trường” - Issacharov bày tỏ. 

Như Ý