放射冷却のベストプラクティスを共有する

キング・アブドラ科学技術大学 (KAUST)

画像: 放射冷却装置は、大気によって吸収されない熱を地球の大気から宇宙に逃がすことで、電気を使わずに冷却します。もっと見る

クレジット: © 2023 KAUST; ザビエル・ピタ。

熱ストレスが増大している世界では、電力を消費せず、代わりに熱を直接宇宙空間に放出することで動作する、二酸化炭素排出ゼロの冷却技術が実現すれば、画期的な進歩となるでしょう。 しかし、不十分な標準化と透明性の欠如が、放射冷却として知られるこの有望な技術を妨げています。 KAUST の放射冷却研究の第一人者 Qiaoqiang Gan によって概説されたベスト プラクティス ガイドライン [1] は、研究分野を軌道に戻すのに役立つ可能性があります。

放射冷却装置は、大気透過窓と呼ばれる狭い波長範囲内で熱を放射することにより、電気を使わずに冷却します。 この窓内では、熱は大気によって再吸収されず、代わりに宇宙に逃げます。絶対零度より 3 度高い温度では、宇宙は巨大なヒートシンクとして機能し、放出された熱を容易に吸収します。 「この技術は、サウジアラビアの局地的な冷却ニーズに応えるのに特に魅力的です」とガン氏は言う。

多くの物質は夜間に放射冷却を示します。 「重要な課題は、直射日光の下で周囲温度以下まで冷却することです」とガン氏は言います。 「大気窓での熱放出を最大化しながら、太陽吸収による暖房効果を同時に最小限に抑える必要があります。」 課題にもかかわらず、地球温暖化の影響に対抗できる可能性があるため、この持続可能な冷却技術への関心が急速に高まっています。

しかし、新しい放射冷却材料をテストして報告する際には、多くの潜在的な落とし穴があるとガン氏は指摘します。 放射冷却では空をヒートシンクとして使用するため、ほとんどの実験は現地の屋外環境で行われます。 「制御できない気象条件や測定設定の変動により、さまざまな技術の実際の冷却性能を比較して理解することが困難になり、研究中のさまざまな放射冷却設計の中から最適な戦略を特定することが困難になります」とガン氏は言います。

「これらの問題についてNature Sustainabilityの上級編集者と議論した後、私たちは放射冷却性能を評価するための標準化された基準と特性評価手順を提案する記事を書くように誘われました」とガン氏は付け加えた。 彼のチームは、放射冷却研究の信頼性と比較可能性を向上させるために、放射冷却材料の特性評価と冷却の計算手順に関する明確な推奨事項を開発しました。

「このフレームワークが持続可能で効率的な冷却ソリューションの進歩に貢献することを願っています」とガン氏は言います。 2022年に経験した極度の熱波と、2023年前半に多くの主要都市で観測された記録的な高温を考慮すると、電気を使わない冷却ソリューションの必要性がこれまで以上に重要になっている、と同氏は付け加えた。 「二酸化炭素排出量をゼロまたはマイナスにする可能性がある放射冷却を活用することで、私たちはこの地球規模の課題に効果的に対処し、ビジョン2030というサウジの国家戦略計画を支援することができます。」

自然の持続可能性

10.1038/s41893-023-01170-0

放射冷却のベストプラクティス

2023 年 7 月 3 日

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