Исследователи предлагают стандартизированные критерии и процедуры определения характеристик для оценки эффективности радиационного охлаждения.

Технология радиационного охлаждения без электричества.а. Схематическое изображение канала теплообмена, посредством которого объекты на земле могут излучать тепло через атмосферное окно в диапазоне длин волн (λ) от 8 до 14 мкм.б. Типичная система радиационного охлаждения, работающая в наружных условиях, где положение датчика, используемого для контроля температуры окружающей среды, имеет решающее значение.Фото: Устойчивое развитие природы (2023 г.).DOI: 10.1038/s41893-023-01170-0

В мире, испытывающем повышенный тепловой стресс, технология охлаждения с нулевым выбросом углерода, которая не потребляет электроэнергию и вместо этого работает за счет отдачи тепла непосредственно в космическое пространство, стала бы новаторским достижением.Однако плохая стандартизация и отсутствие прозрачности препятствуют этой многообещающей технологии, известной как радиационное охлаждение.Рекомендации по передовой практике, изложенные ведущим исследователем радиационного охлаждения KAUST Цяоцяном Ганем, могут помочь вернуть исследовательскую область в нужное русло.

Устройства радиационного охлаждения обеспечивают охлаждение без использования электричества, излучая тепло в узком диапазоне длин волн, называемом прозрачным окном атмосферы.Внутри этого окна тепло не поглощается атмосферой, а уходит в космос, который при температуре трех градусов выше абсолютного нуля действует как огромный поглотитель тепла и легко поглощает излучаемое тепло.«Эта технология особенно привлекательна для удовлетворения местных потребностей в охлаждении в Саудовской Аравии», — говорит Ган.

Многие материалы демонстрируют радиационное охлаждение в ночное время.«Основная задача — добиться охлаждения до температуры ниже температуры окружающей среды под прямыми солнечными лучами», — говорит Ган.«Необходимо одновременно минимизировать нагревательный эффект поглощения солнечной энергии и максимизировать тепловое излучение в атмосферном окне».Несмотря на проблему, интерес к этой технологии устойчивого охлаждения быстро растет из-за ее потенциала противостоять воздействию глобального потепления.

Однако при тестировании и составлении отчетов о новых материалах радиационного охлаждения существует множество потенциальных ловушек, отмечает Ган.Поскольку радиационное охлаждение использует небо в качестве радиатора, большинство экспериментов проводится на открытом воздухе.«Из-за неконтролируемых погодных условий и различий в настройках измерения становится сложно сравнивать и понимать фактическую эффективность охлаждения различных технологий и, таким образом, определять лучшие стратегии среди различных изучаемых конструкций радиационного охлаждения», — говорит Ган.

«После обсуждения этих вопросов со старшим редактором журнала Nature Sustainability нас пригласили написать статью, предлагающую стандартизированные критерии и процедуры определения характеристик для оценки эффективности радиационного охлаждения», — добавляет Ган.Его команда разработала четкие рекомендации по характеристике материалов с радиационным охлаждением и процедурам расчета охлаждения, чтобы повысить надежность и сопоставимость исследований радиационного охлаждения.

«Мы надеемся, что эта структура будет способствовать развитию устойчивых и эффективных решений в области охлаждения», — говорит Ган.Он добавляет, что, учитывая экстремальную жару, наблюдавшуюся в 2022 году, и рекордно высокие температуры, наблюдавшиеся во многих крупных городах в первой половине 2023 года, потребность в решениях для охлаждения без электричества стала более острой, чем когда-либо.«Используя радиационное охлаждение, которое потенциально может привести к нулевым или даже отрицательным выбросам углерода, мы можем эффективно решить эту глобальную проблему и поддержать национальный стратегический план Саудовской Аравии «Видение 2030».

Больше информации: Лю Чжоу и др., Передовые методы радиационного охлаждения, Nature Sustainability (2023).DOI: 10.1038/s41893-023-01170-0