Paneele zur passiven Kühlung ohne Strom erstellt
2022-09-23
Da die Temperaturen weltweit steigen, wird die Nachfrage nach Kühl- und Klimaanlagen weiter steigen. Und das allein wird die Krisensituation verschärfen: Die Effizienz moderner Kühlgeräte ist nicht so hoch und sie benötigen viel Energie, was zu großen Emissionen führt und den Treibhauseffekt verschärft. Daher sind passive Kühlsysteme nur willkommen, und die neue Erfindung von Wissenschaftlern des MIT verspricht, ihre Effizienz zu steigern.
Eine Gruppe von Wissenschaftlern am Massachusetts Institute of Technology hat ein vielversprechendes dreischichtiges Panel zur passiven Kühlung entwickelt. Die Technologie soll die Paneltemperatur selbst in feuchtem Klima um bis zu 9,3 °C im Vergleich zur Umgebungstemperatur senken. Für den Betrieb eines solchen Kühlpaneels muss lediglich gewöhnliches Wasser hinzugefügt werden. Ziemlich viel Wasser. In heißen und trockenen Klimazonen muss dies häufiger erfolgen – einmal alle vier Tage, und in Regionen mit hoher Luftfeuchtigkeit reicht es aus, einmal im Monat Wasser hinzuzufügen.
Die Installation ähnelt einem Solarpanel. Seine oberste Schicht ist ein Aerogel – eine poröse, dampfdurchlässige Kunststoffstruktur mit Poren, die mit gewöhnlicher Luft gefüllt sind. Unter dem Aerogel befindet sich eine Hydrogelschicht – ebenfalls eine Polymerschicht, aber mit Wasser in den Poren. Diese Schicht ähnelt in vielerlei Hinsicht medizinischen Hydrogelverbänden zur Behandlung offener Wunden. Die dritte – die unterste Schicht – ist eine Spiegelfläche, die die Sonnenstrahlen zurückreflektiert und so verhindert, dass sich das zu kühlende Objekt hinter dem Panel aufheizt.
Die Forscher betonten, dass sie zum ersten Mal lang bekannte Prinzipien in einer Lösung kombinierten – dies ist Kühlung durch die Methode der Flüssigkeitsverdampfung und Strahlungskühlung, wenn Infrarotstrahlung von einem Objekt (Wärme) in den Weltraum gelangt und sich nicht im Raum verteilt umliegenden Raum. Nach diesem Prinzip wurden bereits einige Kühlsysteme vorgeschlagen, die sogar den Betrieb von Solarmodulen bei Nacht sicherstellen können. Eine interessante Lösung war auch der Einsatz einer Aerogel-Schicht als Wärmedämmung, die das gekühlte Objekt zusätzlich vor einer Erwärmung durch Sonnenstrahlen schützte.
Die Sandwichplatte funktioniert wie folgt. Das Aerogel überträgt Infrarotstrahlung auf die Hydrogelschicht, sperrt aber alle anderen Sonnenstrahlen ab. Infrarotstrahlung lässt das Wasser in der Hydrogelschicht verdampfen und der Dampf entweicht durch das Aerogel. Überschüssige Infrarotstrahlung und die eigene Infrarotstrahlung des Panels werden in den Weltraum abgestrahlt. Verbrauchsmaterial in einem solchen Schema ist gewöhnliches Wasser. Der Prototyp zeigte eine rekordverdächtige Moduleffizienz und lieferte einen Unterschied zwischen der Umgebungstemperatur und dem Modul von bis zu 9,3 °C.
Die vorgeschlagene Lösung kann sowohl für Häuser als auch Container für den Transport und die Lagerung von Lebensmitteln in Regionen geeignet sein, in denen es keine stabilen Quellen elektrischer Energie gibt. Abdeckungen von Lebensmittelpavillons können mit ähnlichen Paneelen ausgestattet werden. In feuchten Klimazonen trägt dies dazu bei, die Haltbarkeit von verderblichen Waren um bis zu 40 % und unter trockenen Bedingungen (wo der Temperaturunterschied zwischen Kühlung und Luft größer ist) um das bis zu Dreifache zu verlängern.
Das einzige Hindernis für die Kommerzialisierung der Entwicklung bleibt Aerogel, dessen Herstellung noch ineffizient ist. Heute wird es nur noch unter Laborbedingungen im Prozess des Mischens von Polymer und Lösungsmittel und einer extrem langen anschließenden Trocknung hergestellt. Wissenschaftler versprechen, eine Technologie zur vereinfachten Herstellung von Aerogel zu entwickeln, und dann könnten passive Kühlschränke und passive “Booster” für Klimaanlagen weit verbreitet sein.
Quelle:Paneele zur passiven Kühlung ohne Strom erstellt (yoopply.com)
