科羅拉多大學博爾德大學的研究人員開發了一種新材料,即使它們直接在陽光下,它們也可以冷卻結構,即使它們直接在陽光下也是如此。
在發表在《雜誌》上的一項研究中科學,Xiaobo Yin及其同事描述了他們的工作,稱新材料可以是一種環保的冷卻方法熱電發電廠這需要大量的水和電力才能滿足操作機械的理想溫度。
根據研究人員的說法,超材料被用作膜在表面上應用,通過反射太陽能,同時讓表面與紅外熱輻射同時釋放自己的熱量,從而有效地冷卻下面的結構。
新材料是玻璃和聚合物的雜種,僅與50微米一樣厚,這使其比鋁箔厚一些。而且由於它很薄,因此也可以製造成捲,從而可以在商業和住宅結構中經濟但大規模使用。
“我們認為,這種低成本製造過程將對這種輻射冷卻技術的現實應用進行變革,” Yin說。
一種新的冷卻材料
新材料通過充分利用被動輻射冷卻來起作用,這是物體在不使用能量的情況下自然散發熱量作為紅外輻射的過程。熱輻射可以預期在夜間進行某些自然冷卻,並且在某些區域將其用於冷卻住宅特性。但是,白天冷卻更具挑戰性,一點點的太陽能直接吸收足以使被動輻射無效。
然後,研究人員的挑戰是提出一種同時做兩件事的材料:反映來自太陽的傳入能量,並為紅外輻射提供了一種逃脫的方式。為了實現他們的目標,Yin及其同事嵌入了明顯散射但將紅外光輻射到聚合物膜中的玻璃微球。然後在下面添加銀塗層,以提供最佳的光譜反射率。
冷卻應用
據該研究的一位作者說,譚(Gang Tan)的說法,屋頂上的新材料僅108至215平方英尺,可以在夏季有效地冷卻單戶房屋。
但是,除了冷卻發電廠和建築物外,它還可以用來最大程度地提高太陽能電池板的壽命和效率。 Yin說,將新材料應用於太陽能電池板可以冷卻面板並恢復一百分之二的太陽效率。儘管它們旨在利用陽光的能量太陽能電池板可以加熱,從而降低其太陽能轉換能力。
研究人員還將農業和航空航天視為潛在的應用領域。已經提交了針對新材料的專利申請,研究人員正在與Cu Boulder的技術轉移辦公室合作探索可能的商業機會。今年,他們還計劃為“冷卻農場”創建原型。
新材料是結果這是該研究的作者之一,授予Yin,Tan和Ronggui Yang的2015年贈款,價值300萬美元,由能源部的高級研究項目機構 - 能源。