بدون نیاز به برق تولید سرمایش و گرمایش
مطالعات یک سیستم خنک کننده را نشان می‌دهد که هدف آن کمک به جوامع فقیر، کاهش هزینه‌های گرمایش و سرمایش و همچنین انتشار گاز دی‌اکسید کربن است.
اخیرا محققان در حال تلاش برای یافتن راه حلی برای شارژ کردن یک سیستم خنک‌کننده‌ی غیرفعال به نام خنک‌کننده‌ی تابشی یا آسمانی هستند. آن‌ها می‌خواهند از نانوموادی که از نور خورشید جلوگیری می‌کند و گرما را از پشت‌بام خانه‌ها بازتاب و دور می‌کند استفاه کنند. اگرچه پیشرفت‌هایی حاصل شده اما این فناوری سازگار با محیط زیست یک فناوری معمولی نیست زیرا محققان باید تلاش کنند تا بتوانند قابلیت سرمایشی این نانومواد را به حداکثر برسانند.
تحقیقات جدیدی که توسط مهندسان دانشگاه بوفالو انجام شده پیشرفت‌هایی در این زمینه نشان می‌دهد.
بر طبق مقاله‌ای که در هشت فوریه ۲۰۲۱ در مجله‌ی "Cell Reports Physical Science" منتشر شد این سیستم خنک کننده با طراحی منحصر به فرد توانست در یک سیستم آزمایشی در محیط خارج از خانه زیر نور مستقیم خورشید دما را بیش از ۱۲ درجه سانتیگراد کاهش دهد و همچنین در آزمایشگاه که محیطی مشابه شب ایجاد کرده بودند دما را بیش از ۱۴ درجه سانتیگراد کاهش داد. در حالی که همزمان نیروی خورشیدی کافی برای گرم کردن آب تا ۶۰ درجه‌ی سانتیگراد جذب کرده بود.
مهندسان می‌گویند: در حالی که سیستم آزمایش شده ۷۰ سانتی‌متر مربع بوده است اما می‌توان آن را برای استفاده در پشت‌بام خانه‌ها در مقیاس بزرگ‌تر ساخت. هدف این کار کاهش وابستگی جوامع به سوخت‌های فسیلی برای گرمایش و سرمایش است و همچنین می‌تواند به جوامعی که دسترسی محدودی به برق دارند نیز کمک کند.
چاکینگ گان(Qiaoqiang Gan) نویسنده‌ی اصلی مقاله که دکترای مهندسی برق از دانشگاه مهندسی و علوم کاربردی بوفالو دارد می‌گوید: در زندگی روزمره ما نیاز زیادی به سیستم گرمایشی و سرمایشی است. مخصوصا سرمایشی از آنجا که زمین در حال گرم شدن است.
طراحی سیستم و موادی که باعث موفقیت آن شدند
این سیستم از دو آینه که از ۱۰ لایه فوق نازک از نقره و دی‌اکسید سیلیکون ساخته شده که در مقابل هم به صورت زاویه‌دار قرار گرفته‌اند.
این آینه‌ها نورخورشید را جذب می‌کنند و انرژی مرئی خورشیدی و نزدیک به فروسرخ را به گرما تبدیل می‌کنند. این آینه‌ها همچنین امواج فروسرخ را توسط یک بازتاب کننده که در میان آن‌ها قرار گرفته منعکس می‌کنند و گرما را به آسمان برمی‌گردانند.
گان می‌گوید: از آنجایی که از هر دو سطح بازتاب‌کننده‌ی مرکزی دما ساطع می‌شود بنابراین قدرت سرمایشی افزایش یافته و دما به میزان بیشتری کاهش می‌یابد.
او افزود: بیشتر سیستم‌های سرمایش خورشیدی نور خورشید را پراکنده می‌کنند که باعث کاهش قابلیت خنک کنندگی سیستم می‌شود و حتی با انتخاب طیف مناسب بیشترین حد توان خنک‌کنندگی در دمای ۲۵ درجه سانتیگراد چیزی حدود ۱۶۰ وات در متر مربع است و انرژی خورشید که ۱۰۰۰ وات بر متر مربع است به سادگی هدر می‌رود.
منبع:ایسنا
