Ces petits réfrigérateurs bon marché peuvent fournir un refroidissement sans avoir besoin de tout type d'alimentation

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Ces petits réfrigérateurs bon marché peuvent fournir un refroidissement sans avoir besoin de tout type d'alimentation

Par Good News Network - 9 déc.2018

Une nouvelle façon de fournir un refroidissement sans électricité
Le dispositif développé au MIT pourrait fournir de la réfrigération pour les emplacements hors réseau.
Écrit par David L. Chandler
Nouvelles du MIT

Les chercheurs du MIT ont mis au point une nouvelle façon d'assurer le refroidissement par une chaude journée ensoleillée, en utilisant des matériaux peu coûteux et ne nécessitant aucune énergie produite à partir de combustibles fossiles.

Le système passif, qui est principalement salué comme un moyen de conserver les aliments et les médicaments dans les endroits chauds hors réseau, est essentiellement une version de haute technologie d'un parasol.

Le système permet l'émission de chaleur dans la gamme de lumière infrarouge moyen qui peut passer directement à travers l'atmosphère et rayonner dans le froid de l'espace, pénétrant à travers les gaz qui agissent comme une serre. Pour éviter de chauffer à la lumière directe du soleil, une petite bande de métal suspendue au-dessus de l'appareil bloque les rayons directs du soleil.

Le nouveau système est décrit cette semaine dans le journal Communications Nature. En théorie, le système qu'ils ont conçu pourrait fournir un refroidissement jusqu'à 20 ° Celsius (36 ° Fahrenheit) en dessous de la température ambiante dans un endroit comme Boston, selon les chercheurs. Jusqu'à présent, lors de leurs premiers tests de validation de principe, ils ont atteint un refroidissement de 6 ° C (environ 11 ° F). Pour les applications qui nécessitent encore plus de refroidissement, le reste pourrait être obtenu grâce aux systèmes de réfrigération conventionnels ou au refroidissement thermoélectrique.

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D'autres groupes ont tenté de concevoir des systèmes de refroidissement passifs qui rayonnent la chaleur sous la forme de longueurs d'onde de lumière infrarouge moyen, mais ces systèmes sont basés sur des dispositifs photoniques complexes qui peuvent être coûteux à fabriquer et difficilement disponibles pour une utilisation généralisée, les chercheurs dire. Les appareils sont complexes car ils sont conçus pour refléter presque parfaitement toutes les longueurs d'onde de la lumière du soleil, et uniquement pour émettre des rayonnements dans la gamme infrarouge moyen, pour la plupart. Cette combinaison de réflectivité sélective et d'émissivité nécessite un matériau multicouche où les épaisseurs des couches sont contrôlées avec une précision nanométrique.

Mais il s'avère qu'une sélectivité similaire peut être obtenue en bloquant simplement la lumière directe du soleil avec une bande étroite placée juste à l'angle droit pour couvrir la trajectoire du soleil à travers le ciel, ne nécessitant aucun suivi actif par l'appareil. Ensuite, un appareil simple construit à partir d'une combinaison de film plastique peu coûteux, d'aluminium poli, de peinture blanche et d'isolation peut permettre l'émission de chaleur nécessaire par rayonnement infrarouge moyen, ce qui est la façon dont la plupart des objets naturels se refroidissent, tout en empêchant l'appareil de être chauffé par la lumière directe du soleil. En fait, des systèmes de refroidissement radiatifs simples ont été utilisés depuis l'Antiquité pour obtenir un refroidissement nocturne; le problème était que ces systèmes ne fonctionnaient pas pendant la journée car l'effet de chauffage de la lumière du soleil était au moins 10 fois plus fort que l'effet de refroidissement maximum réalisable.

Mais les rayons chauffants du soleil voyagent en ligne droite et sont facilement bloqués - comme nous le constatons, par exemple, en entrant dans l'ombre d'un arbre par une chaude journée. En ombrant l'appareil avec le parapluie figuratif et en complétant celui-ci par une isolation autour de l'appareil pour le protéger de la température de l'air ambiant, les chercheurs ont rendu le refroidissement passif plus viable.

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«C'est un peu trompeusement simple», explique Evelyn Wang, chef de département et collaboratrice à l'étude. «En ayant une teinte distincte et un émetteur dans l'atmosphère - deux composants séparés qui peuvent être relativement peu coûteux - le système ne nécessite pas une capacité spéciale d'émettre et d'absorber sélectivement. Nous utilisons la sélectivité angulaire pour permettre de bloquer le soleil direct, alors que nous continuons à émettre les longueurs d'onde caloporteuses vers le ciel.

Ce projet `` nous a inspiré à repenser l'utilisation de l'ombre '', explique Yichen Shen, un affilié de recherche et co-auteur de l'article. «Dans le passé, les gens ne pensaient qu'à l'utiliser pour réduire le chauffage. Mais maintenant, nous savons que si l'ombre est utilisée intelligemment avec un certain filtrage de la lumière, elle peut en fait être utilisée pour refroidir l'objet.

Bien que la plupart des recherches sur le refroidissement radiatif se soient concentrées sur des systèmes plus grands qui pourraient être appliqués au refroidissement de pièces ou de bâtiments entiers, cette approche est plus localisée. Wang a déclaré: 'Cela serait utile pour les applications de réfrigération, telles que le stockage des aliments ou les vaccins.' En effet, la protection des vaccins et autres médicaments contre la détérioration dans des conditions tropicales chaudes a été un défi permanent majeur que cette technologie pourrait être bien positionnée pour relever.

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Même si le système n'était pas suffisant pour abaisser la température jusqu'au niveau requis, `` il pourrait au moins réduire les charges '' sur les systèmes de réfrigération électrique, pour fournir juste le dernier bit de refroidissement, dit Wang.

Le système pourrait également être utile pour certains types de systèmes photovoltaïques concentrés, où des miroirs sont utilisés pour concentrer la lumière du soleil sur une cellule solaire afin d'augmenter son efficacité. Mais de tels systèmes peuvent facilement surchauffer et nécessitent généralement une gestion thermique active avec les fluides et les pompes. Au lieu de cela, l'arrière de ces systèmes de concentration pourrait être équipé des surfaces émissives infrarouges moyennes utilisées dans le système de refroidissement passif, et pourrait contrôler le chauffage sans aucune intervention active.

L'équipe a déposé une demande de brevet sur l'invention et espère qu'elle pourra commencer à trouver des applications réelles assez rapidement.

Réimprimé avec la permission de MIT News

Soyez sûr et partagez ce morceau de recherche cool avec vos amis sur les réseaux sociaux- Image de Bikram Bhatia

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