Понедельник, 4 марта, 2024
ДомойНаукаНовое оружие против изменения климата: ученые разработали «охлаждающее стекло», которое выбрасывает тепло...

Новое оружие против изменения климата: ученые разработали «охлаждающее стекло», которое выбрасывает тепло в космос

- Advertisement -

Инновационное «охлаждающее стекло», разработанное исследователями из Университета Мэриленда, предлагает новаторское, не требующее электричества решение для снижения температуры внутри помещений и выбросов углекислого газа, что знаменует собой значительный прогресс в технологии устойчивого строительства.

Новое покрытие, нанесенное на внешние поверхности, может сократить использование кондиционеров и бороться с изменением климата.

Исследователи из Университета Мэриленда создали инновационное «охлаждающее стекло», предназначенное для снижения температуры в помещении без использования электричества. Этот новаторский материал действует, используя холод космического пространства.

Новая технология микропористого стеклянного покрытия описана в статье, опубликованной в журнале. Наукаможет снизить температуру материала под ним на 3,5 градуса Цельсия в полдень и потенциально может сократить ежегодные выбросы углекислого газа в многоквартирных домах на 10%, согласно данным исследовательской группы, возглавляемой заслуженным профессором университета Лянбин Ху из факультета материаловедения и инженерии.

Двухфункциональный механизм охлаждения

Покрытие работает двумя способами: во-первых, оно отражает до 99% солнечной радиации, не позволяя зданиям поглощать тепло. Что еще более интригующе, он излучает тепло в виде длинноволнового инфракрасного излучения в ледяную вселенную, где температура обычно составляет около -270 градусов по Цельсию, или всего на несколько градусов выше. абсолютный ноль.

В явлении, известном как «радиационное охлаждение», пространство фактически действует как радиатор тепла для зданий; они используют преимущества новой конструкции охлаждающего стекла вместе с так называемым окном прозрачности атмосферы — частью электромагнитного спектра, которая проходит через атмосферу, не повышая ее температуру, — чтобы сбрасывать большое количество тепла в бесконечное холодное небо за ее пределами. (Этот же феномен позволяет Земле охлаждаться, особенно в ясные ночи, хотя и с гораздо менее интенсивными выбросами, чем от нового стекла, разработанного в UMD.)

Новейший, прочный материал

«Это революционная технология, которая упрощает процесс поддержания прохлады и энергоэффективности зданий», — сказал помощник научного сотрудника Синьпэн Чжао, первый автор исследования. «Это может изменить наш образ жизни и помочь нам лучше заботиться о нашем доме и нашей планете».

В отличие от предыдущих попыток создания охлаждающих покрытий, новое стекло, разработанное UMD, экологически стабильно — способно выдерживать воздействие воды, ультрафиолетового излучения, грязи и даже огня, выдерживая температуру до 1000 градусов по Цельсию. Стекло можно наносить на различные поверхности, такие как плитка, кирпич и металл, что делает технологию легко масштабируемой и пригодной для широкого использования.

По словам Чжао, команда использовала мелко измельченные частицы стекла в качестве связующего, что позволило избежать использования полимеров и повысить его долговечность на открытом воздухе. И они выбрали размер частиц, чтобы максимизировать излучение инфракрасного тепла и одновременно отражать солнечный свет.

Решение проблемы изменения климата и глобальное воздействие

Разработка охлаждающего стекла согласуется с глобальными усилиями по сокращению потребления энергии и борьбе с изменением климата, сказал Ху, указав на недавние сообщения о том, что четвертое июля в этом году выпало на, возможно, самый жаркий день в мире за последние 125 000 лет.

«Это «охлаждающее стекло» — это больше, чем новый материал — это ключевая часть решения проблемы изменения климата», — сказал он. «Сокращая использование кондиционеров, мы делаем большие шаги в сторону меньшего потребления энергии и сокращения выбросов углекислого газа. Он показывает, как новые технологии могут помочь нам построить более прохладный и экологичный мир».

Вместе с Ху и Чжао соавторами этого исследования являются профессор машиностроения Елена Сребрич и профессор Цзунфу Ю с факультета электротехники и вычислительной техники Университета Висконсин-Мэдисон, которые поделились своим опытом в области снижения выбросов CO2 и проектирования конструкций соответственно. .

Сейчас команда сосредоточена на дальнейших испытаниях и практическом применении своего охлаждающего стекла. Они с оптимизмом смотрят на перспективы его коммерциализации и создали стартап-компанию CeraCool для его масштабирования и коммерциализации.

Ссылка: «Стекло с радиационным охлаждением, обработанное раствором», Синьпэн Чжао, Танъюань Ли, Хуа Се, Хэ Лю, Линчжэ Ван, Юруй Цюй, Стефани К. Ли, Шуфэн Лю, Александра Х. Брожена, Цзунфу Ю, Елена Сребрич и Лянбин Ху, 9 ноября 2023 г., Наука.
DOI: 10.1126/science.adi2224.

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме