Pasivno hlađenje, poput sjene koju pruža drvo, postoji oduvijek. Znanstvenici već neko vrijeme istražuju mogućnosti pasivne tehnike hlađenja, takozvanog radijativnog hlađenja, nanomaterijalima koji bi blokirali toplinu sunčevih zraka na krovovima zgrada. 

Istovremeno grije i hladi

Novo istraživanje inženjera sa Sveučilišta u Buffalu otišlo je veliki korak dalje u tom smjeru. Naime, studija objavljena u časopisu Cell Reports Physical Science opisuje jedinstveno dizajnirani zračni sustav hlađenja koji temperaturu ispitanog sustava pod izravnom sunčevom svjetlošću snizuje za više od 12 Celzijevih stupnjeva i istovremeno solarnu energiju koristi za zagrijavanje vode na oko 60 Celzijevih stupnjeva.

Iako je testirani sustav bio velik tek 70 kvadratnih centimetara, on bi se u praksi mogao povećati tako da pokrije krovove. Tim bi se, kažu istraživači, smanjila potrošnja fosilnih goriva za hlađenje i grijanje, a pomoglo bi se i zajednicama s ograničenim pristupom električnoj energiji.

Dizajn sustava i materijali

Sustav se sastoji od dva zrcala, napravljena od 10 izuzetno tankih slojeva srebra i silicijevog dioksida, postavljena u V oblik. Ova ogledala apsorbiraju dolaznu sunčevu svjetlost, pretvarajući sunčevu energiju iz vidljivih i bliskih infracrvenih valova u toplinu. Zrcala također odražavaju srednje infracrvene valove iz "emitera", okomitog okvira između dva zrcala, i odbijaju toplinu.

• +1

Budući da se toplinska emisija s obje površine središnjeg toplinskog odašiljača odražava na nebo, lokalna gustoća rashladne snage na ovom odašiljaču udvostručena je, a to pak rezultira rekordno visokim smanjenjem temperature, kažu znanstvenici koji su osnovali  spinoff tvrtku Sunny Clean Water i traže partnere za komercijalizaciju ove tehnologije.

Ključna inovacija njihovog sustava je sposobnost odvajanja i zadržavanja solarnog grijanja i radijacijskog hlađenja na različitim komponentama u jednom sustavu. Tijekom noći zračenje je jednostavno, jer nema solarnog inputa pa se toplinske emisije jednostavno ugase. No, izazov je bio dnevno hlađenje; kako odvojiti solarno grijanja od područja za hlađenje.

Nova dvostrana arhitektura ostvarila je rekordnu lokalnu gustoću snage hlađenja, veću od 280 vata po četvornom metru. U laboratorijskim uvjetima uspjeli su temperaturu sniziti za 14,5 Celzijevih stupnjeva ispod temperature okoline te za više od 12 stupnjeva u vanjskom ispitivanju.

Spektralna solarna zrcala

Ovaj sustav ne troši samo ulaznu solarnu energiju. Spektralna selektivna zrcala apsorbiraju sunčevu energiju i ona se može koristiti za solarno grijanje vode, što se široko koristi kao energetski učinkovit uređaj u zemljama u razvoju. On može zadržati i solarno grijanje i zračenje radijacijskog hlađenja u jednom sustavu bez potrebe za električnom energijom. 

Znanstvenici sad istražuju ​​načine na koji bi mogli dodatno poboljšati tehnologiju i prikupiti dovoljno sunčeve energije za prokuhavanje vode kako bi je učinili pogodnom za piće.