房屋和建筑物没有空调寒冷。汽车室内设计不会在夏日阳光下升温。敲击寒冷的外部空间以冷却行星。科幻小说，你说？好吧，也许没有更多。
斯坦福的研究人员团队设计了一种完全新的冷却结构形式，即使在阳光灿烂时也能冷却。这种结构可以通过将阳光反射回到寒冷的空间的寒冷真空中来大大改善建筑物，汽车和其他结构的日光冷却。他们的描述该设备的纸张已发布3月5日在纳米快报。
“人们通常会看到空间作为来自太阳的热量来源，但远离太阳的外层空间真的是一种寒冷，寒冷的地方，”山水粉丝，电气工程教授和纸张的高级作者。“我们开发了一种新型结构，反映了绝大多数阳光，同时它将热量送入那种寒冷，即使在白天也很酷地冷却了人造结构。”
从工程角度来看，诀窍是两倍。首先，反射器必须尽可能多地反射阳光。差的反射器吸收太多的阳光，在过程中加热并击败冷却目的。
第二个挑战是该结构必须有效地将热量辐射回太空。因此，该结构必须在大气近乎透明的特定波长范围内非常有效地发射热辐射。在这个范围之外，地球大气层只是简单地将光反射回去。大多数人都熟悉这种现象。它更广为人知的名字是温室效应——全球气候变化的原因。
一球进两球
新的结构实现了这两个目标。它是一种有效的太阳能宽带反射镜——它能反射大部分阳光。它还能在逃逸地球大气层所需的关键波长范围内非常有效地发射热辐射。
夜间辐射冷却已被广泛研究，因为气候变化的缓解策略，但在白天发生冷却的峰值需求。
“还没有人能够克服白天辐射冷却的挑战，也就是太阳照耀下的冷却，”范实验室的博士候选人、论文的第一作者之一伊登·雷菲利(Eden Rephaeli)说。“这是一个很大的障碍。”
斯坦福球队成功地通过转向纳米结构的光子材料来了解其他人已经提出来了。这些材料可以设计成增强或抑制某些波长的光反射。
“与之前在这一领域的努力相比，我们采取了一种非常不同的方法，”范博士实验室的博士候选人、这篇论文的第一作者之一Aaswath Raman说。“我们将热辐射器和太阳能反射器结合到一个设备中，使其性能更高，更健壮，更实用。尤其令我们感到兴奋的是，这种设计使得工业规模和离网应用都可行。”
使用工程纳米光电材料，该团队能够强烈抑制面板吸收的热量诱导阳光，而在逃避地球大气所需的关键频率范围内辐射热量。该材料由石英和碳化硅制成，两个阳光吸收剂非常弱。
净冷却能力
这种新装置能够达到每平方米超过100瓦的净冷却功率。相比之下，目前标准的10%效率的太阳能电池板产生的电量大致相同。这意味着，从理论上讲，范的辐射冷却板可以被替换到屋顶上，因为屋顶上现有的太阳能电池板可以为建筑物制冷所需的空调系统提供电力。
换一种说法，一个典型的单层独户住宅，只要有10%的屋顶覆盖辐射冷却板，就可以在夏季最热的时候抵消35%的空调需求。
辐射冷却在所有其他冷却策略中具有另一个深刻的优势，例如空调。这是一种被动技术。它不需要能量。它没有移动部件。它易于维护。你把它放在屋顶或建筑物的侧面上，它立即开始工作。
对冷却的看法正在改变
除了商业影响之外，粉丝和他的合作者预计潜在的社会影响。地球上的大部分人口在挡河周围蜷缩的地区生活在地球上。驾驶空调的电气需求在这些地方飙升，呈现经济和环境挑战。这些区域往往是差，驱动冷却所需的功率通常意味着化合物温室气体问题的化石燃料发电厂。
“除了这些地区之外，我们还可以预见到在发展中国家的外网区域中的散热冷却应用，其中空调在此时甚至不可能。粉丝说，有很多人可以从这些系统中受益。“
如需更多信息，请访问www.stanford.edu.．
了下:快速原型
