英媒:美國大學發明不用電的冷卻系統

2020-11-27 參考消息

參考消息網9月7日報導 英國物理科學新聞網站9月5日刊登題為《一個無需電力就能運行的冷卻系統》的文章稱,它看起來就是個普通的屋頂,但是史丹福大學帕卡德電子工程大樓的屋頂可以說是創新冷卻技術發展史上多個裡程碑的創造地,這一技術將來可能會成為我們日常生活的一部分。2013年以來,該校電子工程學教授範汕洄及其學生以及研究助理一直將這個屋頂用作一種高科技鏡面光學表面的試驗臺,這種表面有望指引低能耗空調和製冷設備未來的發展方向。

2014年發表的研究報告最先展示了這種光學表面的冷卻能力。如今,範汕洄與以前的研究助理奧斯沃思·拉曼和埃利·戈德斯坦通過研究證明,使用這種表面的系統可將流水溫度降到低於周圍空氣的溫度。整個冷卻過程都不需要電力。

研究報告主要作者之一拉曼說:「這次的研究基於以前的天空輻射冷卻研究,但卻達到了一個新的高度。它首次從技術層面精確展示了如何通過天空輻射冷卻來被動冷卻流體,以及如何將其運用於冷卻系統以節約電力。」這次的研究報告發表在9月4日的英國《自然·能源》雜誌上。

這幾位研究人員還組建了天空冷卻系統公司,致力於進一步做試驗並將這種技術商業化。

天空輻射冷卻是每個物體都會經歷的自然過程,是通過分子釋放熱量來實現的。你可以去觀察一下太陽落山後道路逐漸冷卻、散發熱量的過程。這種現象在沒有雲的夜晚尤其明顯,因為沒有了雲,我們以及周圍物體所輻射出的熱量就能更容易地穿過地球的大氣層進入寬廣冰冷的太空。

範汕洄說:「如果你有一樣非常冷的東西——就像太空——你就可以向其中散發熱量,這樣就能不費力或者不使用電就實現冷卻。熱量就是會流走。出於這個原因,從地球流向宇宙的熱量是驚人的。」

儘管我們的身體能通過輻射冷卻過程向天空和周圍的環境散發熱量,但我們都知道,在陽光充足、天氣炎熱時,天空輻射冷卻的效果就沒有那麼好了。這是因為陽光的加熱作用超過了天空輻射冷卻的作用。為克服這一問題,研究人員研發的表面材料用了多層光學膜來將97%的陽光反射出去,同時表面的熱能又能通過大氣散發掉。沒有了來自陽光的熱量,即使在陽光充足的日子,天空輻射冷卻效應依然能將溫度降至空氣溫度以下。

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