یک فن آوری خنک کننده منفعل کم هزینه ساخته شده از یک فیلم پلیمری می تواند بدون نیاز به برق برای خنک کردن منفعلانه ساختمان ها در کلانشهرها استفاده شود و میتواند جایگزین مناسب برای تهویه هوا باشد .
سیستم های تهویه مطبوع مدرن مقادیر قابل توجهی انرژی را برای خنک کردن ساختمانها در طول روز مصرف می کنند و باعث تولید مقادیر قابل توجهی گازهای گلخانه ای می شوند که مسئول تغییرات آب و هوا هستند. به عنوان مثال ، تهویه مطبوع حدود 15 درصد از کل مصرف انرژی اولیه در ایالات متحده را تشکیل می دهد و در کشورهای بسیار داغ مانند عربستان سعودی می تواند تا 70 درصد باشد.
فن آوری هایی که از خنک کننده تابشی برای کنترل دمای ساختمان ها استفاده می کنند ، مانند فیلم های فوتونی چند لایه مسطح و فیلم های متامادی ترکیبی ، به دلیل عدم استفاده از برق ، توجه زیادی را به خود جلب می کنند. با این حال ، ساخت آنها پیچیده و پرهزینه است.
این فناوری جدید از طریق همکاری ، از جمله تبادل دانشجویی ، بین محققان آمریکایی و KAUST توسعه یافته است. به رهبری Qiaoqiang Gan و دانشجوی فارغ التحصیل لیو ژو از دانشگاه ایالتی نیویورک در بوفالو ، جیان وی لیانگ و همکارانش از آزمایشگاه فوتونیک بون اوی در KAUST با همکاری محققان دانشگاه ویسکانسین ، یک فناوری خنک کننده منفعل ساخته اند.
جیان وی توضیح می دهد: PDMS میزان جذب بسیار بالایی را در محدوده “پنجره جوی” زمین و میزان جذب کم در خورشیدی در طول موج مرئی خورشیدی نشان می دهد. “این ویژگی ها آن را به یک ماده ایده آل برای خنک کننده اشعه غیرفعال تبدیل می کنند که میتوانند جایگزین سیستم تهویه هوا مناسبی در آینده باشند .”
PDMS تهویه هوا مناسب
با بهره برداری از همپوشانی طیفی بین این پنجره جوی ، مربوط به طول موج بین 8-13 میکرون و دامنه تابش حرارتی ساطع شده توسط ساختمانها در دمای محیط معمولی ، PDMS / آلومینیوم می تواند به طور موثری ساختمانها را در طول روز خنک کند.
محققان برای ساخت این ماده از یک فرآیند روکش تیغه استفاده کردند تا ابتدا سطح یک ورق آلومینیومی را با یک لایه از رزین PDMS و سپس یک تیغه سنج برای کنترل ضخامت آن بپوشانند ، ساختار را در یک اجاق با دمای 60 درجه سانتیگراد به مدت دو ساعت گرم می کنند.
Qiaoqiang می گوید: “اگرچه PDMS در محدوده طول موج خورشیدی میزان جذب کم دارد ، اما دریافتیم که قابلیت خنک کننده تابشی آن هنگام آزمایش در خارج از منزل ، به ویژه در محیط های شلوغ شهری ، تحت تأثیر محیط اطراف قرار گرفته است.”
برای پرداختن به این موضوع ، این تیم یک پناهگاه انتخابی طیفی ایجاد کرد که تابش حرارتی را به سمت آسمان هدایت می کند و در محیط خارج از روز دمای هوا تا 6.5 درجه سانتیگراد کاهش می یابد.
PDMS تهویه هوا مناسب و یک راه حل کم هزینه و سبز تر برای خنک کننده ساختمان ها در محیط های شهری فراهم می کند و همچنین می تواند در مقیاس وسیع تولید شود و به تجارت بالقوه فن آوری های خنک کننده تابشی کمک می کند.
جیان وی می گوید: “ما اکنون در حال کار بر روی ساختار نوری فیلم هستیم تا خنک کننده اشعه ای آن و همچنین کاربرد آن در میعان بخار و خنک کننده آب افزایش یابد .”
