Холодные головы прокладывают путь для разработки устойчивой технологии охлаждения.
В мире, испытывающем повышенную тепловую нагрузку, технология охлаждения с нулевым выбросом углерода, которая не потребляет электроэнергии и работает за счет отвода тепла непосредственно в космическое пространство, стала бы новаторским достижением. Однако плохая стандартизация и отсутствие прозрачности препятствуют этой многообещающей технологии, известной как радиационное охлаждение.
Рекомендации по наилучшей практике, изложенные ведущим исследователем в области радиационного охлаждения Цяоцян Ганом из Университета науки и технологий имени короля Абдаллы (KAUST), могут помочь вернуть область исследований в нужное русло.
Как работает радиационное охлаждение
Устройства радиационного охлаждения обеспечивают охлаждение без использования электричества за счет излучения тепла в узком диапазоне длин волн, называемом атмосферным прозрачным окном. В пределах этого окна тепло не реабсорбируется атмосферой, а вместо этого уходит в космос, который при температуре на три градуса выше абсолютного нуля действует как огромный теплоотвод и легко поглощает выделяемое тепло.
“Эта технология особенно привлекательна для удовлетворения местных потребностей в охлаждении в Саудовской Аравии”, – говорит Ган.
Многие материалы излучают охлаждение ночью. “Ключевая задача – добиться охлаждения ниже температуры окружающей среды под прямыми солнечными лучами”, – говорит Ган. “Необходимо одновременно минимизировать нагревающий эффект поглощения солнечных лучей и максимизировать тепловыделение в атмосферное окно”.
Несмотря на трудности, интерес к этой устойчивой технологии охлаждения быстро растет из-за ее потенциала противодействия воздействию глобального потепления.
Проблемы исследований и стандартизации
Однако, отмечает Gan, существует множество потенциальных подводных камней при тестировании и представлении отчетов о новых материалах с радиационным охлаждением. Поскольку радиационное охлаждение использует небо в качестве теплоотвода, большинство экспериментов проводится на местном открытом воздухе.
“Из-за неконтролируемых погодных условий и различий в настройках измерений становится сложной задачей сравнить и понять фактические характеристики охлаждения различных технологий и, таким образом, определить наилучшие стратегии среди различных изучаемых конструкций радиационного охлаждения”, – говорит Ган.
“После обсуждения этих вопросов со старшим редактором Nature Sustainability нас пригласили написать статью, предлагающую стандартизированные критерии и процедуры определения характеристик для оценки эффективности радиационного охлаждения”, – добавляет Ган. Его команда разработала четкие рекомендации по определению характеристик материалов с радиационным охлаждением и процедуры расчета охлаждения, чтобы повысить надежность и сопоставимость исследований в области радиационного охлаждения.
Будущее радиационного охлаждения
“Мы надеемся, что эта система внесет вклад в продвижение устойчивых и эффективных решений в области охлаждения”, – говорит Ган. Учитывая экстремальную жару, наблюдавшуюся в 2022 году, и рекордно высокие температуры, наблюдавшиеся во многих крупных городах в первой половине 2023 года, потребность в системах охлаждения без использования электричества стала более острой, чем когда-либо, добавляет он.
“Используя радиационное охлаждение, которое потенциально приводит к нулевым или даже отрицательным выбросам углерода, мы можем эффективно решить эту глобальную проблему и поддержать национальный стратегический план Саудовской Аравии на период до 2030 года”.
