Con l'aumento delle temperature in tutto il mondo, la domanda di unità di refrigerazione e condizionamento continuerà ad aumentare. E questo di per sé aggraverà la situazione di crisi: l'efficienza dei moderni dispositivi di raffreddamento non è così elevata e richiedono molta energia, il che porta a grandi emissioni e acuisce l'effetto serra. Pertanto, i sistemi di raffreddamento passivo sono solo i benvenuti e la nuova invenzione degli scienziati del MIT promette di aumentarne l'efficienza.
Un gruppo di scienziati del Massachusetts Institute of Technology ha sviluppato un promettente pannello a tre strati per il raffreddamento passivo. Si dice che la tecnologia riduca la temperatura del pannello fino a 9,3°C rispetto alla temperatura ambiente, anche in climi umidi. Tutto ciò che è necessario per il funzionamento di un tale pannello di raffreddamento è aggiungere acqua normale ad esso. Un bel po' d'acqua. Per i climi caldi e aridi, questo dovrà essere fatto più spesso, una volta ogni quattro giorni, e per le regioni con elevata umidità, sarà sufficiente aggiungere acqua una volta al mese.
L'installazione ricorda un pannello solare. Il suo strato superiore è un aerogel, una struttura plastica porosa permeabile al vapore con pori pieni di aria ordinaria. Sotto l'aerogel c'è uno strato di idrogel, anche uno strato di polimero, ma con acqua nei pori. Questo strato è per molti versi simile alle medicazioni in idrogel per il trattamento di ferite aperte. Il terzo - lo strato più basso - è una superficie a specchio che riflette i raggi del sole, impedendo che l'oggetto che si sta raffreddando dietro il pannello si surriscaldi.
I ricercatori hanno sottolineato che per la prima volta hanno combinato principi noti da tempo in un'unica soluzione: si tratta del raffreddamento con il metodo dell'evaporazione del liquido e del raffreddamento radiativo, quando la radiazione infrarossa di un oggetto (calore) va nello spazio e non si dissipa nel spazio circostante. In base a questo principio sono già stati proposti alcuni sistemi di raffrescamento, in grado di garantire il funzionamento anche notturno dei pannelli solari. Inoltre, una soluzione interessante è stata l'uso di uno strato di aerogel come isolamento termico, che proteggeva ulteriormente l'oggetto raffreddato dal riscaldamento dei raggi solari.
Il pannello sandwich funziona come segue. L'aerogel trasmette la radiazione infrarossa allo strato di idrogel, ma interrompe tutti gli altri raggi solari. La radiazione infrarossa vaporizza l'acqua nello strato di idrogel e il vapore fuoriesce attraverso l'aerogel. La radiazione infrarossa in eccesso e la radiazione infrarossa del pannello vengono irradiate nello spazio. Il materiale di consumo in un tale schema è l'acqua normale. Il prototipo ha mostrato un'efficienza del pannello da record, fornendo una differenza tra la temperatura ambiente e il pannello fino a 9,3 °C.
La soluzione proposta può essere adatta sia per abitazioni che per container per il trasporto e lo stoccaggio di alimenti in regioni dove non esistono fonti stabili di energia elettrica. Le coperture dei padiglioni alimentari possono essere dotate di pannelli simili. Nei climi umidi, ciò contribuirà a prolungare la durata di conservazione dei prodotti deperibili fino al 40% e fino a tre volte in condizioni più asciutte (dove la differenza di temperatura tra refrigerazione e aria sarà maggiore).
L'unico ostacolo alla commercializzazione dello sviluppo rimane l'aerogel, la cui produzione è ancora inefficiente. Oggi viene prodotto solo in condizioni di laboratorio nel processo di miscelazione di polimero e solvente e con una successiva essiccazione estremamente lunga. Gli scienziati promettono di sviluppare una tecnologia per la produzione semplificata di aerogel, e quindi i frigoriferi passivi e i "booster" passivi per i condizionatori d'aria possono diffondersi.
2022-09-23 10:16:39
Autore: Vitalii Babkin