科学家开发木质泡沫 被动冷却建筑以减少能源费用

2022年05月19日 15:31 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

据New Atlas报道,大量的能源被用于家庭和建筑的加热和冷却,因此找到新的方法来被动地调节温度是很重要的。中国和德国的工程师们已经开发出一种新的木质泡沫,可以大幅降低建筑物的温度,达到可以轻松调节的程度。

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空调是有效的,但它不是最环保的降温方式。近年来,科学家们一直在开发不耗费大量电力的技术,包括反射阳光的超白涂料或镜面涂层,以及将建筑物的热量以红外波的形式发射到天空中的辐射冷却系统。

但在不同的条件下,这些系统的有效性会有所不同。例如,如果天气特别炎热或潮湿,反射涂层仍然可以让热量进入,而如果是阴天,辐射冷却的效果就不太理想。冷却的程度也很难调控。

现在,哥廷根大学和南京林业大学的科学家们创造了一种新材料,他们说这种材料解决了其中的一些问题。它基本上是一种由木材制成的泡沫状物质,可以反射阳光,起到保温作用,并将吸收的热量排放回大气中。

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它是由纤维素纳米晶体制成的,用硅烷桥连接,然后被冷冻干燥成白色的轻质泡沫。最终产品可以反射96%的太阳可见光,并发射出92%的它所吸收的红外辐射。

为了测试这种材料的冷却能力,研究人员将其放在一个内衬铝箔的盒子上,并在中午时分将其置于阳光直射下。该材料使盒子内部比外面的空气低9.2°C,即使在潮湿的天气里,它仍然使内部保持7.4°C的温度。研究人员估计,如果将其扩大到建筑物的屋顶和墙壁,它可以将制冷的能源需求平均减少35%。

最耐人寻味的是,如果泡沫被压缩,它的冷却能力会下降。这听起来可能是一个缺点,但研究小组表示,挤压泡沫可能是一种有用的方法,可以根据天气或环境的要求对冷却量进行微调。

研究人员说,这种新的冷却泡沫最终可以为热调节材料铺平道路,这种材料不仅本身是环保的,而且还可以减少冷却所用的能源成本。

该研究发表在《纳米通讯》杂志上。

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