Aquests petits refrigeradors barats poden proporcionar refrigeració sense necessitat de cap tipus d’energia

Totes Les Novetats

Una nova manera de proporcionar refrigeració sense energia
El dispositiu desenvolupat al MIT podria proporcionar refrigeració per a ubicacions fora de la xarxa.
Escrit per David L. Chandler
Notícies del MIT


Els investigadors del MIT han ideat una nova manera de proporcionar refrigeració en un calorós dia assolellat, utilitzant materials econòmics i sense necessitat de generar combustible fòssil.

El sistema passiu, que s’aconsegueix principalment com una forma de conservar els aliments i els medicaments en llocs calents fora de la xarxa, és essencialment una versió d’alta tecnologia d’un para-sol.

El sistema permet l’emissió de calor a la gamma de llum infraroja mitjana que pot passar directament a través de l’atmosfera i radiar al fred de l’espai exterior, perforant directament els gasos que actuen com un hivernacle. Per evitar l’escalfament a la llum solar directa, una petita tira de metall suspesa sobre el dispositiu bloqueja els rajos directes del sol.

El nou sistema es descriu aquesta setmana a la revistaComunicacions sobre la Natura. En teoria, el sistema que van dissenyar podria proporcionar un refredament de fins a 20º Celsius (36º Fahrenheit) per sota de la temperatura ambient en un lloc com Boston, diuen els investigadors. Fins ara, en les proves inicials de prova de concepte, han aconseguit un refredament de 6ºC (aproximadament 11ºF). Per a aplicacions que requereixen encara més refrigeració, la resta es podria aconseguir mitjançant sistemes de refrigeració convencionals o refrigeració termoelèctrica.


RELACIONATS: Les vendes elèctriques i econòmiques acceleren el procés de curació de dues setmanes a tres dies

Altres grups han intentat dissenyar sistemes de refrigeració passiva que irradien calor en forma de longituds d’ona infraroges mitjanes de llum, però aquests sistemes s’han basat en dispositius fotònics d’enginyeria complexa que poden ser costosos de fabricar i no estan fàcilment disponibles per a un ús generalitzat. dir. Els dispositius són complexos perquè estan dissenyats per reflectir gairebé perfectament totes les longituds d'ona de la llum solar i només per emetre radiació en el rang d'infrarojos mitjans, en la seva major part. Aquesta combinació de reflectivitat selectiva i emissivitat requereix un material multicapa on els gruixos de les capes es controlen a una precisió nanomètrica.


Però resulta que es pot aconseguir una selectivitat similar simplement bloquejant la llum solar directa amb una estreta franja col·locada amb l’angle correcte per cobrir el camí del sol a través del cel, que no requereix un seguiment actiu per part del dispositiu. A continuació, un dispositiu senzill construït a partir d’una combinació de pel·lícula de plàstic econòmica, alumini polit, pintura blanca i aïllament pot permetre l’emissió de calor necessària a través de la radiació infraroja mitjana, que és la manera com es refreden la majoria d’objectes naturals, tot evitant que el dispositiu sent escalfat per la llum solar directa. De fet, des de temps remots s’han utilitzat sistemes de refrigeració radiatius simples per aconseguir un refredament nocturn; el problema era que aquests sistemes no funcionaven durant el dia perquè l’efecte de calefacció de la llum solar era almenys 10 vegades més fort que l’efecte de refrigeració màxim assolible.

Però els raigs escalfadors del sol viatgen en línies rectes i es bloquegen fàcilment, tal com experimentem, per exemple, entrant a l’ombra d’un arbre en un dia calorós. Mitjançant l’ombra del dispositiu amb el paraigua figuratiu i complementant-lo amb aïllament al voltant del dispositiu per protegir-lo de la temperatura de l’aire ambiental, els investigadors van fer més viable el refredament passiu.

COMPROVA: Sir Richard Branson donarà 3 milions de dòlars a qui pugui salvar el planeta reinventant l’aire condicionat

'És enganyosament senzill', diu Evelyn Wang, cap de departament i col·laboradora d'estudis. 'En tenir una ombra i un emissor separats a l'atmosfera (dos components separats que poden ser relativament baixos), el sistema no requereix una capacitat especial per emetre i absorbir selectivament. Estem utilitzant la selectivitat angular per permetre el bloqueig del sol directe, ja que continuem emetent al cel les longituds d’ona que transporten la calor '.


Aquest projecte 'ens va inspirar a replantejar-nos l'ús de' ombra '', diu Yichen Shen, un afiliat a la investigació i coautor del document. “En el passat, la gent només pensava en utilitzar-la per reduir la calefacció. Però ara sabem que si l’ombra s’utilitza de manera intel·ligent juntament amb algun filtre de llum de suport, es pot utilitzar per refredar l’objecte ”.

Tot i que la majoria de les investigacions sobre refrigeració radiativa s’han centrat en sistemes més grans que es podrien aplicar per refredar habitacions o edificis sencers, aquest enfocament està més localitzat. Wang diu: 'Això seria útil per a aplicacions de refrigeració, com ara emmagatzematge d'aliments o vacunes'. De fet, protegir les vacunes i altres medicaments contra el deteriorament en condicions tropicals i caloroses ha estat un desafiament important que aquesta tecnologia podria estar ben posicionada per abordar.

MÉS: Els panells solars recuperen el cost més ràpid seguint el sol des de l’alba fins al capvespre, gràcies a un intel·ligent adolescent científic

Fins i tot si el sistema no fos suficient per reduir la temperatura fins als nivells necessaris, 'almenys podria reduir les càrregues' dels sistemes de refrigeració elèctrica, per proporcionar només el bit final de refrigeració, diu Wang.

El sistema també pot ser útil per a alguns tipus de sistemes fotovoltaics concentrats, on els miralls s’utilitzen per centrar la llum solar en una cèl·lula solar per augmentar-ne l’eficiència. Però aquests sistemes poden escalfar-se fàcilment i generalment requereixen una gestió tèrmica activa amb fluids i bombes. En canvi, la part posterior d’aquests sistemes de concentració es podria equipar amb les superfícies emissives d’infraroig mitjà que s’utilitzen en el sistema de refrigeració passiu i podrien controlar la calefacció sense cap intervenció activa.

L’equip ha sol·licitat patents sobre la invenció i espera que pugui començar a trobar aplicacions del món real amb força rapidesa.

Reimprès amb permís de Notícies del MIT

Assegureu-vos i compartiu aquesta interessant investigació amb els vostres amics a les xarxes socials- Foto de Bikram Bhatia