科學(xué)家研發(fā)無(wú)須電力的輻射冷卻系統(tǒng)

據(jù)外媒報(bào)道，一項(xiàng)研究描述了一個(gè)旨在幫助貧困社區(qū)、減少制冷和供暖成本并降低二氧化碳排放的被動(dòng)冷卻系統(tǒng)。被動(dòng)降溫就像樹(shù)蔭一樣，一直存在。 最近，研究人員一直在探索如何利用遮擋陽(yáng)光的納米材料來(lái)為被動(dòng)冷卻技術(shù)渦輪增壓，這種技術(shù)被稱為輻射冷卻或天空冷卻。

雖然已經(jīng)取得了一些進(jìn)展，但這種環(huán)保技術(shù)并不普遍，因?yàn)檠芯咳藛T一直在努力最大化材料的冷卻能力。

近日，由布法羅大學(xué)工程師領(lǐng)導(dǎo)的新研究在這一領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展。相關(guān)研究論文于上月8日發(fā)布在了《Cell Reports Physical Science）》上。

文章中，研究人員描述了一種獨(dú)特設(shè)計(jì)的輻射冷卻系統(tǒng)：

在陽(yáng)光直射的室外環(huán)境下，將測(cè)試系統(tǒng)內(nèi)的溫度降低12攝氏度以上；

為了模擬夜晚，將實(shí)驗(yàn)室里測(cè)試箱的溫度降低了14攝氏度以上；

與此同時(shí)捕捉到足夠的太陽(yáng)能，從而可以將水加熱到60攝氏度左右。

研究人員們指出，雖然測(cè)試的系統(tǒng)只有70平方里面，但最終可以擴(kuò)大到覆蓋整個(gè)屋頂從而減少社會(huì)在制冷和供暖方面對(duì)化石燃料的依賴。另外它還可以幫助電力供應(yīng)有限的社區(qū)。

“在我們的日常生活中，對(duì)供暖和制冷的需求非常大，尤其是在日益變暖的世界中制冷，”該研究首席作者、UB工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院電氣工程教授Qiaoqiang Gan說(shuō)道。

該系統(tǒng)主要由兩面鏡子組成，它們由10個(gè)極薄的銀和二氧化硅層組成，它們V形擺放。

鏡子負(fù)責(zé)吸收入射的陽(yáng)光，然后將可見(jiàn)光和近紅外波段的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能。另外，鏡子還反射來(lái)自“發(fā)射器”（兩個(gè)鏡子之間的一個(gè)垂直盒子）的中紅外波，然后發(fā)射器將它們攜帶的熱量反射到天空中。

“由于中央熱發(fā)射體兩面的熱發(fā)射被反射到天空中，所以該發(fā)射體的局部冷卻功率密度增加了一倍從而導(dǎo)致創(chuàng)紀(jì)錄的高溫降低，”Gan說(shuō)道，“大多數(shù)輻射冷卻系統(tǒng)分散太陽(yáng)能，這限制了系統(tǒng)的冷卻能力。即使有完美的光譜選擇，在環(huán)境溫度為25攝氏度的情況下，冷卻功率的上限約為每平方米160瓦。相比之下，這些系統(tǒng)上每平方米約1000瓦的太陽(yáng)能都被浪費(fèi)了?！?/p>

據(jù)悉，Gan聯(lián)合創(chuàng)立了一家新公司Sunny Clean Water LLC，該公司正在尋找合作伙伴從而將這項(xiàng)技術(shù)商業(yè)化。

接下來(lái)，該研究小組將繼續(xù)研究改進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)的方法，其中包括研究如何收集足夠的太陽(yáng)能來(lái)燒開(kāi)水使之適合飲用。
責(zé)編AJX