Condividere le migliori pratiche per il raffreddamento radiativo

Università della Scienza e della Tecnologia Re Abdullah (KAUST)

immagine: I dispositivi di raffreddamento radiativo offrono un raffreddamento senza elettricità irradiando calore che non viene assorbito dall'atmosfera, ma sfugge invece all'atmosfera terrestre nello spazio.vedere di più

In un mondo che sperimenta un crescente stress termico, una tecnologia di raffreddamento a zero emissioni di carbonio che non consumi elettricità, operando invece disperdendo calore direttamente nello spazio, sarebbe un progresso rivoluzionario. Tuttavia, la scarsa standardizzazione e la mancanza di trasparenza stanno ostacolando questa promettente tecnologia, nota come raffreddamento radiativo. Le linee guida sulle migliori pratiche[1], delineate da Qiaoqiang Gan, ricercatore leader nel campo del raffreddamento radiativo di KAUST, potrebbero aiutare a riportare il campo di ricerca sulla carreggiata.

I dispositivi di raffreddamento radiativo offrono un raffreddamento senza elettricità irradiando calore entro uno stretto intervallo di lunghezze d’onda chiamato finestra atmosferica trasparente. All'interno di questa finestra il calore non viene riassorbito dall'atmosfera e fugge invece nello spazio che, a tre gradi sopra lo zero assoluto, agisce come un vasto dissipatore di calore e assorbe prontamente il calore emesso. “La tecnologia è particolarmente interessante per soddisfare le esigenze di raffreddamento locali in Arabia Saudita”, afferma Gan.

Molti materiali mostrano un raffreddamento radiativo durante la notte. "La sfida principale è ottenere un raffreddamento al di sotto della temperatura ambiente mentre si è esposti alla luce solare diretta", afferma Gan. “Bisogna contemporaneamente minimizzare l’effetto riscaldante dell’assorbimento solare massimizzando l’emissione termica nella finestra atmosferica.” Nonostante la sfida, c’è un interesse in rapida crescita per questa tecnologia di raffreddamento sostenibile grazie al suo potenziale nel contrastare l’impatto del riscaldamento globale.

Tuttavia, ci sono numerose potenziali insidie quando si testano e si segnalano nuovi materiali per il raffreddamento radiativo, osserva Gan. Poiché il raffreddamento radiativo utilizza il cielo come dissipatore di calore, la maggior parte degli esperimenti vengono condotti nell’ambiente esterno locale. “A causa delle condizioni meteorologiche incontrollabili e delle variazioni nelle impostazioni di misurazione, diventa difficile confrontare e comprendere le effettive prestazioni di raffreddamento di diverse tecnologie e quindi identificare le migliori strategie tra i vari progetti di raffreddamento radiativo studiati”, afferma Gan.

“Dopo aver discusso questi problemi con un redattore senior di Nature Sustainability, siamo stati invitati a scrivere un articolo che proponesse criteri standardizzati e procedure di caratterizzazione per valutare le prestazioni del raffreddamento radiativo”, aggiunge Gan. Il suo team ha sviluppato raccomandazioni chiare per la caratterizzazione dei materiali di raffreddamento radiativo – e procedure per il calcolo del raffreddamento – per migliorare l’affidabilità e la comparabilità della ricerca sul raffreddamento radiativo.

“Ci auguriamo che questo quadro contribuisca al progresso di soluzioni di raffreddamento sostenibili ed efficienti”, afferma Gan. Considerando l’ondata di caldo estremo sperimentata nel 2022 e le temperature elevate da record osservate in numerose grandi città durante la prima metà del 2023, la necessità di soluzioni di raffreddamento senza elettricità è diventata più critica che mai, aggiunge. “Sfruttando il raffreddamento radiativo, che ha il potenziale per zero o addirittura emissioni di carbonio negative, possiamo affrontare efficacemente questa sfida globale e sostenere il piano strategico nazionale saudita Vision 2030”.

Sostenibilità della natura

10.1038/s41893-023-01170-0

Migliori pratiche per il raffreddamento radiativo

3-lug-2023

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