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新型空调吸收太阳能并向太空辐射能量

探索创新的可再生能源,将太阳能收集与辐射冷却相结合,提供环保的空调解决方案。

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这项新的、正在开发中的设备可以在不使用化石燃料的情况下为周围区域供暖和制冷。来源:Linda Cicero, Stanford News

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随着人们为应对地球气候变化危机寻找解决方案,科学家们正致力于创造可再生能源作为化石燃料的替代品。现在,斯坦福大学的科学家们 有望提供一项新解决方案,他们正在开发一种能够收集太阳能并将辐射排入太空的单一设备——它既可以作为加热器,也可以作为空调。

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多年来,通过太阳能收集太阳能一直是主要的替代能源。但这项新研究表明,设备可以同时收集太阳能并利用所谓的“空间能量”,这实际上并不是一种能量来源,而是一个散热器。

替代性冷却

物体会以红外辐射(一种我们看不见的光)的形式散发热量。这种辐射大部分会被大气中的反射粒子反射回地球。但其中一部分可以逃逸到太空中。但这项被称为“辐射冷却”的新技术,利用了这个过程,并使用红外光来冷却其周围区域,从而实现了无化石燃料的空调。

空间能量

研究团队认为,这种冷却“空间能量”有可能提高太阳能电池的效率。他们现在已经开发出一种结合了辐射冷却和太阳能吸收技术的设备。该研究的主要作者,斯坦福大学前博士后研究助理、现任中国东南大学教授的陈振(Zhen Chen)在 一份声明中说:“在屋顶上,我们可以设想光伏电池可以提供电力,同时辐射冷却器可以在炎热的夏季为房屋降温。”

该设备由顶部的太阳能吸收器和下面的辐射冷却器组成,辐射冷却器由氮化物、硅和铝层构成。然后将这些层进行真空密封以防止热量损失。该设备吸收太阳能,并将冷却器中的红外辐射反射到外太空。该设备仍处于开发阶段,但研究人员声称,它可以将周围区域加热高达 75 华氏度(24 摄氏度),并将周围区域冷却高达 84 华氏度(29 摄氏度)。该团队还声称,由于太阳能吸收器阻挡了辐射冷却器,因此提高了其性能。

然而,尽管利用外太空反射的红外辐射来冷却房屋的设想很吸引人,但离实际应用还有很长的路要走。陈振表示,在将这项技术规模化并投入商业化使用之前,还有大量工作要做。

如果成功,这项技术将意义重大。国际能源署表示,空调产生的排放量 在未来几年将继续急剧增加。随着地球变暖,更多的人将使用空调,从而导致化石燃料使用量的增加。

他们的 研究成果已发表 在《Joule》杂志上。

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