В мире, испытывающем повышенный тепловой стресс, технология охлаждения с нулевым выбросом углекислого газа, которая не потребляет электроэнергии, а работает за счет отвода тепла непосредственно в космическое пространство, стала бы новаторским достижением. Однако плохая стандартизация и отсутствие прозрачности препятствуют развитию этой многообещающей технологии, известной как радиационное охлаждение. Рекомендации по наилучшей практике, изложенные ведущим исследователем KAUST в области радиационного охлаждения Цяоцян Ганом, могли бы помочь вернуть исследовательскую область в нужное русло.
Устройства радиационного охлаждения обеспечивают охлаждение без использования электричества за счет излучения тепла в узком диапазоне длин волн, называемом атмосферным прозрачным окном. Внутри этого окна тепло не поглощается атмосферой, а вместо этого уходит в космос, который при температуре в три градуса выше абсолютного нуля действует как огромный теплоотвод и легко поглощает выделяемое тепло. “Эта технология особенно привлекательна для удовлетворения местных потребностей в охлаждении в Саудовской Аравии”, – говорит Ган.
Многие материалы демонстрируют радиационное охлаждение в ночное время. “Ключевая задача состоит в том, чтобы добиться охлаждения до температуры ниже температуры окружающей среды под прямыми солнечными лучами”, – говорит Ган. “Необходимо одновременно минимизировать тепловой эффект поглощения солнечного света и максимизировать тепловое излучение в атмосферном окне”. Несмотря на трудности, интерес к этой технологии устойчивого охлаждения быстро растет из-за ее потенциала противодействовать последствиям глобального потепления.
Однако, как отмечает Gan, при тестировании и представлении отчетов о новых материалах для радиационного охлаждения существует множество потенциальных подводных камней. Поскольку радиационное охлаждение использует небо в качестве теплоотвода, большинство экспериментов проводится в местных условиях на открытом воздухе. “Из-за неконтролируемых погодных условий и различий в настройках измерений становится сложно сравнивать и понимать фактические характеристики охлаждения различных технологий и, таким образом, определять наилучшие стратегии среди различных изучаемых конструкций радиационного охлаждения”, – говорит Ган.
“После обсуждения этих вопросов со старшим редактором Nature Sustainability нам было предложено 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 процедуры расчета охлаждения, чтобы повысить надежность и сопоставимость исследований с использованием радиационного охлаждения.
“Мы надеемся, что эта система будет способствовать продвижению устойчивых и эффективных решений в области охлаждения”, – говорит Ган. 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, добавляет он. “Используя радиационное охлаждение, которое потенциально может привести к нулевым или даже отрицательным выбросам углекислого газа, мы можем эффективно решить эту глобальную проблему и поддержать национальный стратегический план Саудовской Аравии Vision 2030”.