Evaporazione e raffreddamento per radiazione: nessuna potenza richiesta (ma l'aerogel deve diventare più economico)

28 settembre 2022 di David Chandler

È noto che l'evaporazione e l'irraggiamento sono due modi per mantenere qualcosa di fresco.David Chandler al MITspiega come i ricercatori hanno creato un esperimentoCella a 3 strati che combina evaporazione e radiazione con un isolante per fornire un raffreddamento che non necessita di alimentazione . Può fornire in giro9°C di raffreddamento dalla temperatura ambiente, sufficiente a consentire la conservazione sicura degli alimenti per circa il 40% in più in condizioni molto umide e potrebbe triplicare il tempo di conservazione sicura in condizioni più asciutte. Le applicazioni sono ideali perregioni remote off-griddel mondo, ma anche peralleviando il carico dell'aria condizionata esistente . La sfida principale per il futuro è lacosto elevato per realizzare lo strato di aerogel– un materiale costituito prevalentemente da aria racchiusa nelle cavità di una struttura spugnosa in polietilene.

Mentre il mondo diventa più caldo,Si prevede che l’uso di sistemi di condizionamento dell’aria ad alto consumo di energia aumenterà in modo significativo, mettendo a dura prova le reti elettriche esistentiEbypassando molte località con poca o nessuna energia elettrica affidabile . Ora, un sistema innovativo sviluppato al MIT offre un modo per utilizzare il raffreddamento passivo per preservare le colture alimentari e integrare i condizionatori d’aria convenzionali negli edifici, connessuna necessità di energia elettrica e solo una piccola necessità di acqua.

Il sistema, checombina il raffreddamento radiativo, il raffreddamento evaporativo e l'isolamento termicoin unpacchetto sottile che potrebbe assomigliare ai pannelli solari esistenti, può fornire fino a circa19 gradi Fahrenheit (9,3 gradi Celsius) di raffreddamento rispetto alla temperatura ambiente , sufficiente a consentire la conservazione sicura degli alimenti per circa il 40% in più in condizioni molto umide. Potrebbe triplicare il tempo di conservazione sicura in condizioni di asciugatura.

I risultati sono riportati oggi sulla rivistaLa cella riporta la scienza fisica, in un articolo del postdoc del MITZhengmao Lu, Arny Leroy, i professori Jeffrey Grossman ed Evelyn Wang , e altri due. Sebbene siano necessarie ulteriori ricerche per ridurre il costo di un componente chiave del sistema, i ricercatori affermano che alla fine un tale sistema potrebbe svolgere un ruolo significativo nelsoddisfare le esigenze di raffreddamento di molte parti del mondo dove la mancanza di elettricità o acqua limita l’uso dei sistemi di raffreddamento convenzionali.

Il sistema combina abilmente precedenti progetti di raffreddamento autonomi, ciascuno dei quali fornisce quantità limitate di potenza di raffreddamento, al fine di produrre un raffreddamento complessivo significativamente maggiore, sufficiente acontribuire a ridurre le perdite alimentari dovute al deterioramento in parti del mondo che già soffrono di scorte alimentari limitate . In riconoscimento di tale potenziale, il gruppo di ricerca è stato in parte supportato dal MITLaboratorio di sistemi idrici e alimentari Abdul Latif Jameel.

"Questa tecnologia combina alcune delle buone caratteristiche delle tecnologie precedenti come il raffreddamento evaporativo e il raffreddamento radiativo", afferma Lu. Usando questa combinazione, dice, "dimostriamo che è possibile ottenere una significativa estensione della vita alimentare,anche in aree in cui l'umidità è elevata", il che limita le capacità dei sistemi di raffreddamento evaporativi o radiativi convenzionali.

Nei luoghi in cui sono già presenti sistemi di climatizzazione negli edifici, il nuovo sistema potrebbe essere utilizzato per ridurre significativamente il carico su tali sistemiinviando acqua fredda alla parte più calda del sistema, il condensatore . "Abbassando la temperatura del condensatore, puoi effettivamente aumentare l'efficienza del condizionatore d'aria, in modo da poter potenzialmente risparmiare energia", afferma Lu.

Anche altri gruppi stanno perseguendo tecnologie di raffreddamento passivo, afferma, ma "combinando queste caratteristiche in modo sinergico, ora siamo in grado di ottenere elevate prestazioni di raffreddamento, anche in aree ad alto tasso di umidità dove la tecnologia precedente generalmente non può funzionare bene".