전기가없는 새로운 시스템은 건물을 냉각하고 물을 데 웁니다.

에어컨 및 기타 냉각 시스템은 전기를 가장 많이 소비하는 것이므로 건물을 수동적으로 냉각하는 방법을 찾는 것이 미래에 중요 할 것입니다. 이제 버팔로 대학의 연구원들은 전기를 사용하지 않고 건물을 급격히 냉각시킬뿐만 아니라 태양 에너지를 포착하여 물을 데울 수있는 프로토 타입 하이브리드 장치를 개발했습니다.

수년에 걸쳐 여러 형태로 구축 된 복사 냉각 시스템은 실내 또는 건물 내부에서 열을 흡수하여 적외선으로 하늘을 향해 방출합니다. 이 파장에서 지구의 대기는 복사에 "보이지 않습니다". 이는 열이 우주 공간의 추위로 직접 빠져 나가는 것을 막지 못한다는 것을 의미합니다.

이러한 장치는 열을 흡수하고 방출 할 수있는 재료로 만들어진 패널을 사용합니다. 이러한 열 방출 패널의 방향을 맞추는 논리적 방법은 태양 전지판처럼 한쪽면이 하늘을 향하도록하는 것이지만 새로운 연구의 팀은 이것이 가장 효율적인 방법이 아니라고 말합니다. 패널은 양쪽에서 열을 방출하므로이 위치에서 일부 열은 땅으로 다시 방출됩니다.

그래서 새로운 디자인을 위해 연구자들은 열 방출기를 양쪽에서 모아 우주로 전달할 수 있도록 열 방출기를 이동했습니다. 이를 위해 V 자 모양으로 배열 된 한 쌍의 거울 사이에 열 방출기를 수직으로 배치 한 다음이 거울은 적외선을 하늘로 반사합니다.

연구의 주 저자 인 Qiaoqiang Gang은“중앙 방열기의 양쪽 표면에서 나오는 열 복사가 하늘로 반사되면 해당 방열기의 국부적 냉각 전력 밀도가 두 배가되어 항상 온도가 떨어집니다.

실험을 통해 팀은 장치가 직사광선에서 12 ° C 이상, 시뮬레이션 된 야간에서 14 ° C 이상으로 테스트 장비 내부의 온도를 낮출 수 있음을 보여주었습니다.

거울은 또한 당신이 생각하는 것보다 더 발전했습니다. 은과 이산화 규소의 얇은 층 10 개로 만들어져 서로 다른 파장을 선택적으로 처리하도록 설계되었습니다.

방사체에서 나오는 중 적외선을 반사하여 가시광 선과 근적외선의 햇빛을 흡수합니다. 이것은 태양열이 냉각 효과를 중화시키는 것을 방지하여 효율성을 증가시킵니다.

또한 거울에 의해 흡수 된 열을 유리하게 사용할 수 있습니다.이 테스트에서 과학자들은이를 사용하여 물을 60 ° C로 가열했습니다.

"대부분의 복사 냉각 시스템은 시스템의 냉각 용량을 제한하는 태양 에너지를 방출합니다."라고 연구원들은 말합니다. “이상적인 스펙트럼 선택이 있더라도 25 ° C의 주변 온도에서 냉각 용량의 상한은 평방 미터당 약 160 와트입니다. 반대로, 이러한 시스템의 평방 미터당 약 1000 와트의 태양 에너지는 단순히 낭비되었습니다. "

연구원들은 새로운 장치가 가장 큰 에너지 소비 원 중 하나 인 냉각과 관련된 비용과 환경 부담을 줄이는 데 도움이 될 수 있다고 말합니다. 그러나 지금은 지붕 크기까지 확장하는 데 초점을 맞출 것입니다. 테스트 모델은 70cm2에 불과합니다.

이 연구는 Cell Reports Physical Science 저널에 게재되었습니다.