Compartilhando melhores práticas para resfriamento radiativo

Universidade Rei Abdullah de Ciência e Tecnologia (KAUST)

imagem: Dispositivos de resfriamento radiativo oferecem resfriamento sem eletricidade, irradiando calor que não é absorvido pela atmosfera, escapando da atmosfera da Terra para o espaço sideral.Veja mais

Num mundo que enfrenta um aumento do stress térmico, uma tecnologia de arrefecimento com emissão zero de carbono que não consome eletricidade, funcionando, em vez disso, libertando calor diretamente para o espaço exterior, seria um avanço inovador. No entanto, a fraca padronização e a falta de transparência estão a dificultar esta tecnologia promissora, conhecida como arrefecimento radiativo. As diretrizes de melhores práticas[1], delineadas pelo pesquisador líder em resfriamento radiativo da KAUST, Qiaoqiang Gan, poderiam ajudar a colocar o campo de pesquisa de volta nos trilhos.

Os dispositivos de resfriamento radiativo oferecem resfriamento sem eletricidade, irradiando calor dentro de uma estreita faixa de comprimento de onda chamada janela atmosférica transparente. Dentro desta janela, o calor não é reabsorvido pela atmosfera e, em vez disso, escapa para o espaço, que, a três graus acima do zero absoluto, funciona como um vasto dissipador de calor e absorve prontamente o calor emitido. “A tecnologia é particularmente atraente para atender às necessidades locais de refrigeração na Arábia Saudita”, diz Gan.

Muitos materiais apresentam resfriamento radiativo à noite. “O principal desafio é conseguir o resfriamento abaixo da temperatura ambiente sob luz solar direta”, diz Gan. “É preciso simultaneamente minimizar o efeito de aquecimento da absorção solar e maximizar a emissão térmica na janela atmosférica.” Apesar do desafio, há um interesse crescente nesta tecnologia de arrefecimento sustentável devido ao seu potencial para combater o impacto do aquecimento global.

No entanto, existem inúmeras armadilhas potenciais ao testar e relatar novos materiais de resfriamento radiativo, observa Gan. Como o resfriamento radiativo usa o céu como dissipador de calor, a maioria dos experimentos é conduzida no ambiente externo local. “Devido às condições climáticas incontroláveis e às variações nas configurações de medição, torna-se um desafio comparar e compreender o desempenho real de resfriamento de diferentes tecnologias e, assim, identificar as melhores estratégias entre os vários projetos de resfriamento radiativo em estudo”, diz Gan.

“Depois de discutir essas questões com um editor sênior da Nature Sustainability, fomos convidados a escrever um artigo propondo critérios padronizados e procedimentos de caracterização para avaliar o desempenho do resfriamento radiativo”, acrescenta Gan. Sua equipe desenvolveu recomendações claras para caracterização de materiais de resfriamento radiativo – e procedimentos para cálculo de resfriamento – para melhorar a confiabilidade e a comparabilidade da pesquisa em resfriamento radiativo.

“Esperamos que esta estrutura contribua para o avanço de soluções de refrigeração sustentáveis e eficientes”, afirma Gan. Considerando a onda de calor extrema vivida em 2022 e as altas temperaturas recordes observadas em inúmeras grandes cidades durante o primeiro semestre de 2023, a necessidade de soluções de refrigeração sem eletricidade tornou-se mais crítica do que nunca, acrescenta. “Ao aproveitar o arrefecimento radiativo, que tem potencial para emissões de carbono nulas ou mesmo negativas, podemos enfrentar eficazmente este desafio global e apoiar o plano estratégico nacional saudita da Visão 2030.”

Sustentabilidade da Natureza

10.1038/s41893-023-01170-0

Melhores práticas para resfriamento radiativo

3 de julho de 2023

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