دستاورد دانشمندان MIT: توسعه فناوری خنک کننده که نیازی به برق ندارد


در برخی از گرم ترین کشورهای جهان، یعنی مناطقی که نیاز زیادی به سیستم های سرمایشی وجود دارد، با کمبود زیرساخت برای تامین برق مواجه هستیم. اکنون مهندسان MIT موفق به توسعه یک سیستم خنک کننده بدون نیاز به برق شده اند و این سیستم غیرفعال به دمای 9.3 درجه سانتیگراد رسیده است.

این سیستم در واقع دو سیستم خنک کننده غیرفعال مستقل را ترکیب می کند. دو فناوری در گذشته مورد استفاده قرار می گرفت، اما اکنون برای ایجاد یک خنک کننده خاص، عایق حرارتی را به آنها اضافه کرده ایم. موفقیت محققان قبلاً به دست نیامده بود. علاوه بر این، تنها نگهداری آن اضافه کردن آب است که البته بستگی به رطوبت منطقه ای دارد که در آن استفاده می شود.

نحوه عملکرد سیستم خنک کننده جدید MIT

محققان برای بررسی عملکرد سیستم خود، جعبه های 10 سانتی متری را که به راحتی با پنل های خورشیدی اشتباه گرفته می شدند، روی سقف ساختمان MIT آزمایش کردند.

دستگاه ها از سه سطح کاربرد اداره می شود؛ لایه هایی که هم اثر آب خنک کننده و هم امکان انتقال حرارت را فراهم می کنند. لایه بالایی از ایروژل معنی؛ ساختاری اسفنج مانند با مواد پلی اتیلن و هوای محبوس شده در حفره های آن. اگرچه این لایه اساسا عایق است، اما اجازه عبور بخار آب و اشعه مادون قرمز را می دهد.

زیر آئروژل، لایه هیدروژل یک ماده اسفنج مانند وجود دارد. با این حال، سوراخ های آن پر از آب است. در نهایت با لایه ای آینه مانند روبرو هستیم که تمام نور ورودی را به قسمت های دیگر دستگاه منعکس می کند تا عناصر و نه محتویات جعبه گرم شوند.

هنگامی که آب لایه هیدروژل گرم می شود، آب به بخار آب تبدیل می شود و با مقداری حرارت (سرد شدن) به سطح می رود. این آب همچنین می تواند از لایه ایروژل عبور کند. لایه ای که به اشعه مادون قرمز (خنک کننده) اجازه می دهد تا مقداری گرما را از دستگاه خارج کند.

محققان MIT گفته اند که این سیستم می تواند تا 40 درصد مواد غذایی بیشتری را در شرایط مرطوب ایمن نگه دارد و این میزان در شرایط خشک سه برابر می شود. این سیستم همچنین می تواند آب مورد استفاده در سیستم های تهویه مطبوع را خنک کند تا مصرف کلی انرژی را کاهش دهد.

با وجود تمام مزایای این سیستم، مشکل بزرگی پیش روی آن قرار دارد. آئروژل مورد استفاده در این سیستم توسط خود مهندسان MIT توسعه یافته و شامل فرآیند ساخت گران قیمتی است. از این رو محققان می خواهند روش های دیگری را جایگزین آن کنند تا امکان تجاری سازی این سیستم فراهم شود. با این حال، ما نمی دانیم که چه زمانی باید منتظر عرضه تجاری این سیستم باشیم.

نتایج کار محققان در مجله “Scientific Reports” منتشر شده است.