p (Phys.org) —Uma equipe de Stanford projetou uma forma inteiramente nova de painel de resfriamento que funciona mesmo quando o sol está brilhando. Esse painel poderia melhorar muito o resfriamento à luz do dia dos edifícios, carros e outras estruturas, irradiando a luz do sol de volta para o vácuo gelado do espaço. p Casas e edifícios refrigerados sem ar condicionado. Interiores de carros que não esquentam com o sol do verão. Aproveitando as extensões geladas do espaço sideral para resfriar o planeta. Ficção científica, você diz? Nós vamos, talvez não mais.

p Uma equipe de pesquisadores de Stanford projetou uma forma inteiramente nova de estrutura de resfriamento que esfria mesmo quando o sol está brilhando. Essa estrutura poderia melhorar muito o resfriamento de edifícios à luz do dia, carros e outras estruturas refletindo a luz do sol de volta para o vácuo gelado do espaço. Seu artigo descrevendo o dispositivo foi publicado em 5 de março em Nano Letras .

p "As pessoas costumam ver o espaço como uma fonte de calor do sol, mas longe do sol, o espaço sideral é realmente um resfriado, Lugar frio, "explicou Shanhui Fan, professor de engenharia elétrica e autor sênior do artigo. "Desenvolvemos um novo tipo de estrutura que reflete a grande maioria da luz solar, enquanto, ao mesmo tempo, envia calor para essa frieza, que resfria as estruturas feitas pelo homem, mesmo durante o dia. "

p O truque, do ponto de vista da engenharia, é duplo. Primeiro, o refletor deve refletir o máximo possível da luz solar. Refletores ruins absorvem muita luz solar, aquecendo no processo e derrotando o propósito de resfriamento.

p O segundo desafio é que a estrutura deve irradiar calor de forma eficiente de volta para o espaço. Assim, a estrutura deve emitir radiação térmica de forma muito eficiente dentro de uma faixa de comprimento de onda específica na qual a atmosfera é quase transparente. Fora desta faixa, A atmosfera da Terra simplesmente reflete a luz de volta para baixo. A maioria das pessoas está familiarizada com esse fenômeno. É mais conhecido como efeito estufa - a causa da mudança climática global.

p Dois gols em um

p A nova estrutura cumpre ambos os objetivos. É um espelho de banda larga eficaz para a luz solar - ele reflete a maior parte da luz solar. Ele também emite radiação térmica de forma muito eficiente dentro da faixa de comprimento de onda crucial necessária para escapar da atmosfera da Terra.

p O resfriamento radiativo à noite foi estudado extensivamente como uma estratégia de mitigação para as mudanças climáticas, no entanto, a demanda de pico de resfriamento ocorre durante o dia.

p "Ninguém ainda tinha sido capaz de superar os desafios do resfriamento radiativo diurno - de resfriar quando o sol está brilhando, "disse Eden Rephaeli, candidato a doutorado no laboratório de Fan e co-autor do artigo. "É um grande obstáculo."

p A equipe de Stanford teve sucesso onde outros falharam, recorrendo a materiais fotônicos nanoestruturados. Esses materiais podem ser projetados para aumentar ou suprimir a reflexão da luz em certos comprimentos de onda.

p "Adotamos uma abordagem muito diferente em comparação com os esforços anteriores neste campo, "disse Aaswath Raman, candidato a doutorado no laboratório de Fan e co-autor do artigo. "Combinamos o emissor térmico e o refletor solar em um único dispositivo, tornando-o melhor desempenho e muito mais robusto e relevante na prática. Em particular, estamos muito entusiasmados porque este design torna viáveis ​​aplicações em escala industrial e fora da rede. "

p Usando materiais nanofotônicos projetados, a equipe foi capaz de suprimir fortemente a quantidade de luz solar de indução de calor que o painel absorve, enquanto ele irradia calor de forma muito eficiente na faixa de freqüência necessária para escapar da atmosfera da Terra. O material é feito de quartzo e carboneto de silício, ambos absorvedores de luz solar muito fracos.

p Potência líquida de resfriamento

p O novo dispositivo é capaz de atingir uma potência de refrigeração líquida superior a 100 watts por metro quadrado. Por comparação, Os painéis solares padrão de hoje com 10% de eficiência geram quase a mesma quantidade de energia. Isso significa que os painéis de resfriamento radiativo do Fan poderiam, teoricamente, ser substituídos em telhados onde os painéis solares existentes fornecem eletricidade aos sistemas de ar condicionado necessários para resfriar o edifício.

p Colocando de uma forma diferente, uma história típica, uma casa unifamiliar com apenas 10 por cento do telhado coberto por painéis de resfriamento radiativo poderia compensar 35 por cento de todas as suas necessidades de ar condicionado durante as horas mais quentes do verão.

p O resfriamento radiativo tem outra vantagem profunda sobre todas as outras estratégias de resfriamento, como o ar-condicionado. É uma tecnologia passiva. Não requer energia. Não tem partes móveis. É fácil de manter. Você o coloca no telhado ou nas laterais dos prédios e ele começa a funcionar imediatamente.

p Uma visão mutante de resfriamento

p Além das implicações comerciais, Fan e seus colaboradores prevêem um amplo potencial de impacto social. Grande parte da população humana na Terra vive em regiões banhadas pelo sol, amontoadas ao redor do equador. A demanda elétrica para acionar os condicionadores de ar está disparando nesses lugares, apresentando um desafio econômico e ambiental. Essas áreas tendem a ser pobres e a energia necessária para conduzir o resfriamento geralmente significa usinas de combustível fóssil que agravam o problema dos gases de efeito estufa.

p "Além dessas regiões, podemos prever aplicações de resfriamento radiativo em áreas fora da rede do mundo em desenvolvimento, onde o ar condicionado nem mesmo é possível no momento. Há um grande número de pessoas que poderiam se beneficiar desses sistemas, "Fan disse.