À mesure que les températures augmentent dans le monde entier, la demande d’unités de réfrigération et de climatisation continuera d’augmenter. Et cela en soi exacerbera la situation de crise : l’efficacité des appareils de refroidissement modernes n’est pas si élevée et ils nécessitent beaucoup d’énergie, ce qui entraîne de grandes émissions et exacerbe l’effet de serre. Par conséquent, les systèmes de refroidissement passifs ne sont que les bienvenus, et la nouvelle invention des scientifiques du MIT promet d’augmenter leur efficacité.

Source de l'image : MIT

Source de l’image : MIT

Un groupe de scientifiques du Massachusetts Institute of Technology a développé un panneau à trois couches prometteur pour le refroidissement passif. La technologie prétend réduire la température du panneau jusqu’à 9,3 °C par rapport à la température ambiante, même dans les climats humides. Pour le fonctionnement d’un tel panneau de refroidissement, il suffit d’y ajouter de l’eau ordinaire. Pas mal d’eau. Pour les climats chauds et arides, cela devra être fait plus souvent – une fois tous les quatre jours, et pour les régions à forte humidité, il suffira d’ajouter de l’eau une fois par mois.

L’installation ressemble à un panneau solaire. Sa couche supérieure est un aérogel – une structure plastique poreuse perméable à la vapeur avec des pores remplis d’air ordinaire. Sous l’aérogel se trouve une couche d’hydrogel – également une couche de polymère, mais avec de l’eau dans les pores. Cette couche est à bien des égards similaire aux pansements médicaux hydrogel pour le traitement des plaies ouvertes. La troisième – la couche la plus basse – est une surface miroir qui réfléchit les rayons du soleil, ce qui empêche l’objet refroidi derrière le panneau de se réchauffer.

Les chercheurs ont souligné que pour la première fois ils ont combiné des principes connus de longue date en une seule solution – il s’agit du refroidissement par la méthode d’évaporation de liquide et de refroidissement radiatif, lorsque le rayonnement infrarouge d’un objet (chaleur) va dans l’espace et ne se dissipe pas dans le espace environnant. Sur ce principe, un certain nombre de systèmes de refroidissement ont déjà été proposés , qui peuvent même assurer le fonctionnement des panneaux solaires la nuit. En outre, une solution intéressante consistait à utiliser une couche d’aérogel comme isolation thermique, qui protégeait en outre l’objet refroidi de l’échauffement par les rayons du soleil.

Le panneau sandwich fonctionne comme suit. L’aérogel transmet le rayonnement infrarouge à la couche d’hydrogel, mais coupe tous les autres rayons du soleil. Le rayonnement infrarouge vaporise l’eau dans la couche d’hydrogel et la vapeur s’échappe à travers l’aérogel. L’excès de rayonnement infrarouge et le propre rayonnement infrarouge du panneau sont émis dans l’espace. Le matériau consommable dans un tel système est de l’eau ordinaire. Le prototype a montré une efficacité de panneau record, fournissant une différence entre la température ambiante et le panneau jusqu’à 9,3 °C.

La solution proposée peut convenir à la fois aux maisons et aux conteneurs pour le transport et le stockage des aliments dans les régions où il n’y a pas de sources stables d’énergie électrique. Les couvertures des pavillons alimentaires peuvent être équipées de panneaux similaires. Dans les climats humides, cela aidera à prolonger la durée de conservation des denrées périssables jusqu’à 40 % et jusqu’à trois fois dans des conditions plus sèches (où la différence de température entre la réfrigération et l’air sera plus grande).

Le seul frein à la commercialisation du développement reste l’aérogel, dont la production est encore peu performante. Aujourd’hui, il n’est produit que dans des conditions de laboratoire dans le processus de mélange de polymère et de solvant et de séchage ultérieur extrêmement long. Les scientifiques promettent de développer une technologie de production simplifiée d’aérogel, puis les réfrigérateurs passifs et les « boosters » passifs pour les climatiseurs pourront se généraliser.

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