Plastfilm med glasperler på taget køler bygningen lige så godt som airconditionanlæg
Omkring seks procent af den genererede elektricitet i Amerika bliver brugt til amerikanernes airconditionanlæg. Med voksende økonomier i lande som Brasilien, Indien og Kina er det nemt at forestille sig, at de vil følge i amerikanernes fodspor. Udover at det er dyrt for brugerene af aircondition, så udleder anlæggene også en betydelig mængde drivhusgasser.
To forskere fra University of Colorado, Xiaobo Yin og Ronggui Yang, har fundet en metode til at nedkøle bygninger helt uden CO2-udledning. Det skriver The Economist. De to forskere har opfundet en bestemt slags film, der kan nedkøle bygninger uden brug af køleelementer, og så koster materialet kun 50 cent pr. kvadratmeter.
Det atmosfæriske vindue
Filmens funktionalitet er bygget op omkring en process, der kaldes 'radiative cooling'. Teknologien udnytter, at atmosfæren tillader en bestemt bølgelængde af varmebærende infrarød stråling at slippe uhindret gennem.
Teknologien blev første gang afprøvet tilbage i 2014 på Stanford University i Californien, men det materiale, der blev brugt dengang, bestod af syv forskellige lag af hafniumdioxid og siliciumdioxid i varierende tykkelse lagt på en skive af silicium. Det er meget dyrt at fremstille.
Professorerne Yins og Yangs 'film' fremstillet af polymethylpenten, der er en kommercielt tilgængelig og gennemsigtig plastart, som sælges under navnet TPX. I plasten har de to professorer blandet meget små glasperler.
Det færdige materiale er blevet trukket ud, så det i tykkelse er omkring 50 milliontedele af meter. Derudover har de to forskere forsølvet materialet på den ene side.
Når man lægger denne film ud på et tag med sølvsiden nederst, bliver sollyset bliver reflekteret tilbage gennem plastikken, der samtidig stopper opvarmningen af bygningen, som filmen ligger ovenpå.
Men at forebygge en opvarmning er ikke det samme som at køle ned.
Nøglen til at nedkøling med materialet skal findes i glasperlerne. Vedligeholdelsen af temperatur er ikke en statisk process. Alle objekter både absorbere og afgiver varme, og emissioner er generelt infrarød stråling. Bølgelængden bestemmes i dette tilfælde af perlernes diameter.
Med en diameter på omkring otte mikrometer bliver den infrarøde stråling sendt tilbage til atmosfæren i bølgelængder, der passerer gennem atmosfærens infrarøde vindue.
Da varmekilden til denne infrarøde stråling delvist er bygningen, der er dækket af filmen, bliver effekten, at bygningen bliver nedkølet.
20 kvadratmeter film er nok
Og det er en potent nedkølingsteknologi. Køleeffekten er 93 watts pr. kvadratmeter i direkte sollys. Forskerne har estimeret, at 20 kvadratmeter af deres film på toppen af et gennemsnitligt amerikansk hus er tilstrækkeligt til at nedkøle et hus til 20 grader, hvis temperaturen udenfor er 37 grader.
For at regulere nedkølingen, skal systemet bruge vandrør til at transportere varme fra bygningens indre. Ved at regulere vandstrømmens hastighed i rørene i takt med stigende og faldende temperaturer udenfor vil det være muligt at holde en konstant temperatur.
Disse pumper vil som det eneste have brug for strøm, men ifølge forskerene ikke særligt meget.
