• Испански изследователи разработиха иновативен полимерен наноматериал, който може да охлажда повърхности с близо 13°C, без да консумира електричество.
  • Технологията се основава на пасивно радиационно охлаждане, като разсейва топлината директно в космоса и отразява слънчевата светлина.
     

Екип от изследователи от Института по микро и нанотехнологии (IMN-CNM, CSIC) е разработил наноматериал, способен да охлажда изложени на слънце повърхности, без да използва електричество. Това е алтернатива, която би могла да помогне за облекчаване на нарастващите разходи за енергия за охлаждане, които вече представляват близо 20% от световното потребление на електроенергия.

Изследването, ръководено от групата „Функционални наномащабни устройства за енергия“ (FINDER) и публикувано в списанието „Нанофотоника“, се основава на дневно пасивно радиационно охлаждане – техника, която използва особеност на земната атмосфера: в инфрачервения спектър има лента между 8 и 13 микрометра, през която топлината излиза директно в космоса, без да бъде задържана. Материал, който излъчва силно в този прозорец и също така отразява слънчевата радиация, може да се окаже по-хладен от въздуха около него, без да е необходим щепсел или компресор.

Полимер с правилните свойства

Учените са избрали поливинилиден флуорид (PVDF), полимер, вече известен със способността си да излъчва топлина в инфрачервения спектър. Кристина Висенте, изследовател в IMN-CNM и ръководител на проекта COOLed, обяснява, че този материал „съчетава комбинация от свойства“, които го правят идеален: освен че излъчва топлина ефективно, той издържа на ултравиолетова радиация и отблъсква вода, което му придава самопочистващ се ефект, и е устойчив на излагане на открито.

Ключът към този пробив се крие не толкова в самия материал, колкото в начина, по който е оформен. Екипът е инфилтрирал полимера в нанопорести шаблони от анодизиран алуминиев оксид, създавайки триизмерни структури, чиято вътрешна геометрия може да се контролира с прецизност. Това е ключов фактор, тъй като оптичните характеристики на тези охладители зависят от техния дизайн в наномащаб.

Цифрите потвърждават потенциала: оптимизираната версия на материала, обработена с ултрабързо охлаждане след инфилтрацията на полимера, отразява средно 82.4% от входящата слънчева радиация и излъчва 96.7% от топлината в инфрачервения прозорец от 8 до 13 микрометра, лентата, през която тази топлина излиза в космоса.

На хартия тази комбинация се превръща в охлаждащ капацитет от 182.3 вата на квадратен метър при слънчева радиация от 1000 W/m². Тест на покрив в Трес Кантос, с пикова слънчева радиация от 962 W/m², потвърждава тази цифра в реални условия.

Почти 13 градуса по-хладно на покрива

Теорията е тествана миналото лято в открити изпитания на покрива на центъра в Трес Кантос, Мадрид. След като материалът е изложен на обработка с ултравиолетова светлина, която го избелва и подобрява слънчевата му отразителна способност, резултатите са убедителни: в най-горещите, най-сухите и най-слънчевите дни обработената повърхност остава с до 12.9°C по-хладна от проба без покритие.

Самите изследователи подчертават, че технологията все още е в процес на разработка, но посочват, че производственият процес е сравнително евтин и съвместим със съществуващите промишлени процеси. Това отваря вратата за приложения, вариращи от фасади и покриви на сгради до електронни устройства, превозни средства и дори лични охладителни системи, всички с една и съща цел: да се намали зависимостта от климатизация и емисиите, които са свързани с нея.

Новините на Darik Business Review във Facebook , Instagram , LinkedIn и Twitter !