新しい熱管理デバイスは、外部エネルギーを使用せずに、その形状を調整して温度を上げたり下げたりします。 開発者によると、この技術は従来の暖房と冷房と組み合わせて機能し、建物の温度上昇 (および費用) を削減できる可能性があります。
熱制御の最も一般的なXNUMXつの方法（加熱と冷却）が原因です 世界のエネルギー消費量の半分以上。 進行中の XNUMX つの危機 (気候 e 地政学) 研究者は猛烈なペースで、たとえあったとしても多くの電力を消費せずに温度を調節できる高性能技術を特定することを余儀なくされています。
ワークショップでは、太陽と屋外空間に焦点を当てています。最も有望なソリューションの XNUMX つは、夏か冬かによって太陽の赤外線熱を吸収または反射するスマート ウィンドウです。 パッシブ放射冷却システムも興味深いオプションです。これは、地球の大気を通過する波長で熱を宇宙空間に直接伝達することにより、エネルギーの使用を回避します。
冷暖房エネルギーゼロ
ルジュン・マー との同僚 南海大学 中国の天津で、温度の変化に基づいて加熱と冷却モードを自動的に切り替えることができる熱装置の開発を目指しました。 理にかなっています。熱管理の目標が温度制御である場合、温度に敏感なシステムを作成することが最適です。 また、過去に色を変える窓や、温度の変化に反応する赤外線変調器が開発されたため、加熱または冷却します。 決して両方ではありません。
馬氏の装置の際立った特徴は、可視帯域から赤外線までの幅広い波長を使用していることです。 これにより、太陽熱と放射冷却の両方の熱管理の全範囲をカバーできます。
再びバイオミミクリー
何度言っても飽きません。最高の科学的解決策はすべて自然の観察から生まれます。このサーマル デバイスも例外ではありません。 この場合、研究チームはコンボを作成しました。彼らは、ヒマラヤウサギの毛皮 (暑い時期は白く、寒い時期は暗い) と、植物の葉が開いたり折りたたまれたりする様子を観察しました。 ミモザプディカ.
熱デバイスは、XNUMX つの主要な層で構成されています。 上のものは、赤外線放射を放出する感温アクチュエータシートで構成されています。 このシートは、温度変化に不均一に反応するように設計されたポリマーで作られているため、寒いと丸まり、暑いと伸びます。 一方、下部は、温度に応じて色が変化し、可視光も吸収するサーモクロミック基板で構成されています。
熱の「シェイプシフター」
周囲温度が低い場合、加熱モードでは、アクチュエータ シートがカールし、サーモクロミック基板が灰色に変わり、光を吸収して加熱します。 逆に、冷却モードでは、活性化剤が伸びて基板を覆い、日光を反射しながら赤外線を放射して冷却します。 モード間の切り替えの活性化温度は、アクチュエータのポリマーと基板に使用されるサーモクロミック パウダーを変更することで変更できます。
4 x 4 cm の熱装置は、実験室で 500 サイクルの開閉と回転で機能することができました。 Ma と彼の同僚は、Proceedings of the National Academy of Sciences に掲載された論文 (ここであなたにリンクします).
彼らは、野外実験に基づいて、太陽熱の加熱力は 252,2 平方メートルあたり 59,7 ワットであり、冷却力は 2 W/m XNUMX に達したと推定しました。
翻訳: このデバイスは、これまでに開発された他のすべての温度に敏感な熱管理デバイスと比較してエネルギーを節約します。 「これは熱エネルギー効率を大幅に向上させます。まだ改善の余地がたくさんあります」と Ma 氏は言います。
良い。 その間、扇風機とセーター (必要に応じて)。
