Новый материал, использующийся в сочетании с зеркальной пленкой серебра, способен охладить всё, с чем соприкасается, на целых 10 ° C. Недорогую плёнку можно производить в больших объёмах, и она может быть использована для пассивного охлаждения зданий и некоторой электроники, в частности, солнечных батарей, эффективность которых возрастает при более низких температурах.

cc_Fig4A_16x9

В течение дня большинство материалов — бетон, асфальт, металлы и даже люди — поглощают солнечный свет в видимой и соседней  инфракрасной областях. Эта дополнительная энергия возбуждает молекулы, которые нагреваются и с течением времени начинают испускать энергию обратно. Это помогает материалам охладиться, особенно в ночное время, когда они не поглощают видимый свет, но по-прежнему излучают ИК-фотоны.

В 2014 году исследователи из Стэнфордского университета в Пало-Альто в Калифорнии создали плёнку-сэндвич из диоксида кремния (стекла) и диоксида гафния, которая отражала почти весь падающий свет, но излучала тепло в середине ИК-диапазона. Эта комбинация свойств позволяла охладить поверхности на целых 5 ° С . Но для производства такого материала требовались технологии, которые можно использовать только в условиях идеальной чистоты — а это весьма дорогостоящий процесс, что не позволяет обеспечить производство в больших масштабах.

Из предыдущих исследований было известно, что сферические стеклянные шарики размером около 8 микрон могут служить как ИК-резонаторами, так и мощными ИК-излучателями.

Купив партию порошка стекла от коммерческого поставщика и смешав его с исходным материалом из прозрачного пластика под названием полиметилпентен, исследователи создали материал в виде листа плёнки шириной в 300 миллиметров и нанесли на неё тонкое зеркальное покрытие из серебра. Этот слой серебра отражал почти весь падающий видимый свет, а поглощал только около 4 процента входящих фотонов. В то же время, плёнка засасывала тепло из любой поверхности, которую она покрывала, и излучала энергию ИК-волнами длиной 10 микрометров. Поскольку лишь немногие молекулы воздуха поглощают ИК-лучи на этих частотах, излучение диссипируется в окружающее пространство, не нагревая воздух или материалы.

Что важно, новая плёнка может производиться на рулонной установке с себестоимостью от 0,25 до 0,50 доллара за квадратный метр.

Исследование указывают перспективы широкого использования концепции радиационного охлаждения, например: для охлаждения воды, которая, в свою очередь, может быть использована для охлаждения зданий и других крупных сооружений. Это может быть особенно полезно на генерирующих электростанциях, где охлаждение воды даже на несколько градусов может повысить эффективность производства энергии на один-два процента. Эта же пленка, но без серебрянного покрытия, может также увеличить выработку электроэнергии от солнечных батарей, которые работают более эффективно при более низких температурах.


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *