À medida que as temperaturas aumentam em todo o mundo, a demanda por unidades de refrigeração e ar condicionado continuará a aumentar. E isso por si só vai agravar a situação de crise: a eficiência dos dispositivos de refrigeração modernos não é tão alta e eles exigem muita energia, o que leva a grandes emissões e agrava o efeito estufa. Portanto, os sistemas de resfriamento passivos são apenas bem-vindos, e a nova invenção dos cientistas do MIT promete aumentar sua eficiência.
Um grupo de cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts desenvolveu um painel promissor de três camadas para resfriamento passivo. A tecnologia é reivindicada para reduzir a temperatura do painel em até 9,3°C em comparação com a temperatura ambiente, mesmo em climas úmidos. Tudo o que é necessário para a operação desse painel de resfriamento é adicionar água comum a ele. Bastante água. Para climas quentes e áridos, isso terá que ser feito com mais frequência - uma vez a cada quatro dias e, para regiões com alta umidade, será suficiente adicionar água uma vez por mês.
A instalação se assemelha a um painel solar. Sua camada superior é um aerogel - uma estrutura plástica porosa permeável ao vapor com poros preenchidos com ar comum. Sob o aerogel há uma camada de hidrogel - também uma camada de polímero, mas com água nos poros. Esta camada é em muitos aspectos semelhante aos curativos médicos de hidrogel para o tratamento de feridas abertas. A terceira - a camada mais baixa - é uma superfície espelhada que reflete os raios do sol de volta, o que impede que o objeto resfriado atrás do painel aqueça.
Os pesquisadores enfatizaram que, pela primeira vez, combinaram princípios há muito conhecidos em uma solução - isso é o resfriamento pelo método de evaporação líquida e resfriamento radiativo, quando a radiação infravermelha de um objeto (calor) vai para o espaço e não se dissipa no espaço circundante. Com base neste princípio, já foram propostos vários sistemas de refrigeração, que podem até garantir o funcionamento dos painéis solares à noite. Além disso, uma solução interessante foi o uso de uma camada de aerogel como isolante térmico, que protegia adicionalmente o objeto resfriado do aquecimento pelos raios solares.
O painel sanduíche funciona da seguinte forma. O aerogel transmite radiação infravermelha para a camada de hidrogel, mas corta todos os outros raios do sol. A radiação infravermelha vaporiza a água na camada de hidrogel e o vapor escapa através do aerogel. O excesso de radiação infravermelha e a própria radiação infravermelha do painel são irradiadas para o espaço. O material consumível nesse esquema é a água comum. O protótipo apresentou eficiência recorde do painel, proporcionando uma diferença entre a temperatura ambiente e o painel de até 9,3°C.
A solução proposta pode ser adequada tanto para residências quanto para contêineres para transporte e armazenamento de alimentos em regiões onde não há fontes estáveis de energia elétrica. As coberturas dos pavilhões alimentares podem ser equipadas com painéis semelhantes. Em climas úmidos, isso ajudará a prolongar a vida útil dos perecíveis em até 40% e até três vezes em condições mais secas (onde a diferença de temperatura entre refrigeração e ar será maior).
A única barreira para a comercialização do empreendimento continua sendo o aerogel, cuja produção ainda é ineficiente. Hoje, é produzido apenas em condições de laboratório no processo de mistura de polímero e solvente e secagem subsequente extremamente longa. Os cientistas prometem desenvolver uma tecnologia para a produção simplificada de aerogel, e então refrigeradores passivos e "boosters" passivos para condicionadores de ar podem se espalhar.
2022-09-23 10:16:39
Autor: Vitalii Babkin