【設備冷卻本身在炙熱太陽】

明道

【設備冷卻本身在炙熱太陽】

機會之窗: 善慧風扇和他的同事

當天氣變熱時，每個人都想要保持冷靜。

這通常意味著開空調，這會消耗大量的能源 — — 和金錢 — — 在發達國家。

但這可能會改變，由於新的光子器件，可以冷卻到低於環境溫度時沒有能耗。

冷卻占大約 15%的能源在美國的建築物中使用和溫室氣體排放有重大貢獻。

世界範圍內，有關冷卻的能耗預計超過用於加熱 2070年。

打開的視窗

物件可以乘涼不會消耗能量的輻射能量以紅外線的形式。

這個過程並非通常很有效，因為由對流氣流和吸收輻射的其他物件及空氣，還可以溫暖物件。

然而，空氣吸收和發射波長的周圍很小的紅外輻射 8 — — 13 μ m。它是通過這個"視窗"地球會降低其溫度在晚上 — — 尤其是當天空是明確 — — 由輻射出送入太空。

實際利用的這種效應在白天，物體表面必須輻射在此視窗中，而同時反射太陽光，儘量減少熱量的吸收。

問題是，沒有已知的天然材料可以做這兩種事情。

層狀的材料

現在，物理學家善慧風扇和斯坦福大學的同事們已經符合條例草案的設備。

該團隊設計的 — — 本質上是玻璃 — — 二氧化矽和二氧化鉿七交替層結構。

這兩種材料對可見光透明但發射出的約 10 μ m 的強烈輻射的波長。

這些層上一層銀打造一面鏡子，反映了可見光的堆疊。

風扇和他的團隊用電腦類比來選擇厚度會最大化兩個多少陽光的組合的裝置反映的不同層和多少紅外輻射，它會發出。

研究人員然後安裝的設備，是略低於 2 μ m 厚，20 釐米直徑的圓形矽晶片上, 添加一塊塑膠布來阻止對流空氣流動和放置該儀器在斯坦福大學建築物的屋頂上。

他們發現，在一個陽光明媚的日子，裝置冷卻到低於周圍空氣溫度 4 至 5 度之間。

因此該設備似乎知道要實現這種冷卻在陽光直射下無需消耗能量的第一個物件。

屋頂覆蓋

研究人員現在打算在天臺的一大段測試他們的發明。

他們說，像他們這樣的設備可以有一天冷卻通過直接接觸，或冷卻水，然後泵入大樓的建設。

而二氧化鉿是相對昂貴的材料，小組說，它可以代替用便宜的鈦白粉。

該設備可使用商業製造技術，所以在適當的條件下可以結合常規空調驅動採用太陽能供電，創建低成本、 低炭的冷卻系統。

它還能與太陽能電池板，研究人員說，因為這些小組通常安裝在屋頂上曬著太陽，而新設備最佳運作時不能面對太陽。

除了冷卻建築物，這種裝置可以説明太陽能電池板，工作得更好，工程師的澳大利亞斯威本科技大學民谷說。

太陽能電池板成為高溫狀態下，效率較低，所以，讓他們冷靜而不消耗能源的方式將是一個巨大的恩惠。

"它是對我們來說非常令人鼓舞。現在我們可以設計得能夠融入一種太陽能電池，"谷說。

在瑞典烏普薩拉大學的物理學家克拉斯-首相約蘭 · Granqvist說風扇的研究小組展示了一個"有趣的效果"。

但他注意到研究人員面臨更多的挑戰，在創建實用的設備。

例如，該設備將不工作好在陰天，當水蒸氣很大程度上阻止 8 — 13 微米大氣視窗。

此外，塑膠薄板研究者用來阻止對流氣流可能經不起大風。

"這是一個進步，但有許多更多的步驟，將會採取"說 Granqvist。

研究發表在自然雜誌.

由 Roland Ennos 的曼徹斯特大學在"城市很酷"的專題文章中討論了保持城市酷的挑戰.

關於作者

加布裡埃波普金是根據華盛頓特區外科學作家

引用：http://www.microsofttranslator.c ... the-blazing-hot-sun