これらの安価な小型冷蔵庫は、電力を一切必要とせずに冷却を提供できます

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これらの安価な小型冷蔵庫は、電力を一切必要とせずに冷却を提供できます

By Good News Network-2018年12月9日

電源なしで冷却を提供する新しい方法
MITで開発されたデバイスは、オフグリッドの場所に冷蔵を提供できます。
デビッド・L・チャンドラー著
MITニュース

MITの研究者は、暑い晴れた日に冷却を提供する新しい方法を考案しました。安価な材料を使用し、化石燃料で発電した電力を必要としません。

パッシブなシステムは、主に暑いオフグリッドの場所で食べ物や薬を保存する方法として歓迎されていますが、基本的にはパラソルのハイテクバージョンです。

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このシステムにより、中赤外域の光が熱を放出し、大気中を真っ直ぐに通過し、宇宙空間の寒さに放射し、温室のように作用するガスを突き抜けます。直射日光の加熱を防ぐために、デバイスの上に吊るされた金属の小さなストリップが太陽光の直接光線を遮断します。

新しいシステムは今週のジャーナルで説明されています 自然通信。理論的には、彼らが設計したシステムは、ボストンなどの場所で周囲温度よりも摂氏20度(華氏36度)低い冷却を提供できると研究者は言います。これまでの最初の概念実証テストでは、6ºC(約11ºF)の冷却を達成しました。さらに多くの冷却を必要とするアプリケーションの場合、残りは従来の冷却システムまたは熱電冷却によって実現できます。

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他のグループは、中赤外波長の光の形で熱を放射する受動冷却システムを設計しようとしましたが、これらのシステムは、製造コストが高く、容易に広範囲に使用できない複雑な工学的フォトニックデバイスに基づいていますいう。太陽光のすべての波長をほぼ完全に反射するように設計されているため、デバイスは複雑であり、ほとんどの場合、中赤外領域の放射のみを放出します。選択的反射率と放射率の組み合わせには、層の厚さがナノメートルの精度に制御された多層材料が必要です。

しかし、デバイスをアクティブに追跡する必要なく、空を横切る太陽の光路を覆うように直角に配置された狭いストリップで直射日光をブロックするだけで、同様の選択性を実現できることがわかります。次に、安価なプラスチックフィルム、研磨されたアルミニウム、白い塗料、および断熱材の組み合わせで構築されたシンプルなデバイスにより、中赤外線が必要な熱を放出することができます。直射日光によって加熱されます。実際、古代から夜間の冷却を達成するために、単純な放射冷却システムが使用されてきました。問題は、日光の加熱効果が最大の達成可能な冷却効果よりも少なくとも10倍強かったため、そのようなシステムが昼間は機能しないことでした。

しかし、太陽の熱線はまっすぐに進行し、簡単にブロックされます。たとえば、暑い日に木の陰に足を踏み入れると経験します。比umbrella的な傘でデバイスを遮光し、周囲の気温から保護するためにデバイスの周囲を断熱材で補うことにより、研究者は受動冷却をより実行可能にしました。

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「これは一見単純なことです」と、部門長兼研究協力者のEvelyn Wang氏は言います。 「個別のシェードと大気へのエミッター(比較的低コストになる可能性のある2つの個別のコンポーネント)を使用することにより、システムは選択的に放出および吸収する特別な能力を必要としません。熱を運ぶ波長を空に放射し続けているため、角度選択性を使用して直射日光を遮断しています。

このプロジェクトは、「シェードの使用法について再考するように私たちを奮い立たせました」と研究関係者であり、論文の共著者であるイーチェン・シェンは言います。 「過去には、人々はそれを使って暖房を減らすことだけを考えていました。しかし、今では、シェードがいくつかの補助的な光フィルタリングと一緒にスマートに使用される場合、オブジェクトを冷却するために実際に使用できることがわかります。

放射冷却に関するほとんどの研究は、部屋または建物全体の冷却に適用される可能性のあるより大きなシステムに焦点を合わせていますが、このアプローチはより局所化されています。 Wangは次のように述べています。「これは、食品の保管やワクチンなどの冷蔵用途に役立ちます。」確かに、熱帯の暑い状況でのワクチンや他の医薬品の腐敗からの保護は、この技術が対処できる適切な位置に置くことができる主要な継続的な課題でした。

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システムが温度を必要なレベルまで下げるのに十分ではなかったとしても、最後のほんの少しの冷却を提供するために、電気冷凍システムの「少なくとも負荷を減らす」ことができるとWangは言います。

このシステムは、太陽電池の効率を高めるために太陽光を太陽電池に集中させるためにミラーが使用される、ある種の集中型太陽光発電システムにも役立つ可能性があります。しかし、このようなシステムは簡単に過熱する可能性があり、一般に、流体とポンプによる積極的な熱管理が必要です。代わりに、このような集光システムの背面には、受動冷却システムで使用される中赤外線放射面を取り付けることができ、積極的な介入なしで加熱を制御できます。

チームは、発明に関する特許を申請しており、実際のアプリケーションを非常に迅速に見つけることができることを願っています。

MIT Newsの許可を得て転載

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