Ingenieure haben eine leistungsstarke externe PDRC-Polymerbeschichtung (passive Daytime Radiation Cooling) mit Luftspalten im Nanometer- bis Miniscel-Bereich entwickelt, die als spontaner Luftkühler für Dächer, Gebäude, Wassertanks, Fahrzeuge und sogar Raumfahrzeuge – alles, was das kann – verwendet werden kann lackiert werden. Sie verwendeten eine lösungsbasierte Phasenumwandlungstechnik, um dem Polymer eine poröse, schaumartige Struktur zu verleihen. Wenn die poröse Polymer-PDRC-Beschichtung dem Himmel ausgesetzt wird, reflektiert sie das Sonnenlicht und erwärmt sich, um Temperaturen zu erreichen, die niedriger sind als bei typischen Baumaterialien oder sogar Umgebungstemperaturen Luft.
Da steigende Temperaturen und Hitzewellen das Leben auf der ganzen Welt beeinträchtigen, werden Kühllösungen immer wichtiger. Dies ist ein zentrales Thema, insbesondere in Entwicklungsländern, wo die Sommerhitze extrem sein kann und voraussichtlich noch zunehmen wird. Aber gängige Kühlmethoden wie Luft Konditionierung, sind teuer, verbrauchen viel Energie, erfordern einen einfachen Zugang zu Elektrizität und erfordern häufig ozonabbauende oder treibhauserwärmende Kühlmittel.
Die Alternative zu diesen energieintensiven Kühlmethoden ist PDRC, ein Phänomen, bei dem Oberflächen spontan abkühlen, indem sie Sonnenlicht reflektieren und Wärme an die kühlere Atmosphäre abstrahlen. Wenn die Oberfläche über das solare Reflexionsvermögen (R) verfügt, kann die Zunahme der Sonnenwärme minimiert werden Mit einer hohen Wärmestrahlungsrate (Ɛ) kann der Strahlungswärmeverlust am Himmel maximiert werden. PDRC ist am effektivsten. Wenn R und Ɛ hoch genug sind, tritt der Nettowärmeverlust auch in der Sonne auf.
Die Entwicklung praktischer PDRC-Designs ist eine Herausforderung: Viele neuere Designlösungen sind komplex oder teuer und können nicht umfassend umgesetzt oder auf Dächern und Gebäuden mit unterschiedlichen Formen und Texturen angewendet werden. Bisher war billige und einfach aufzutragende weiße Farbe der Maßstab für PDRC. Allerdings verfügen weiße Beschichtungen meist über Pigmente, die ultraviolettes Licht absorbieren und die längeren Wellenlängen des Sonnenlichts nicht gut reflektieren, sodass ihre Leistung nur mäßig ist.
Forscher von Columbia Engineering haben eine leistungsstarke externe PDRC-Polymerbeschichtung mit Luftspalten im Nanometer- bis Mikrometerbereich erfunden, die als spontaner Luftkühler verwendet und auf Dächern, Gebäuden, Wassertanks, Fahrzeugen und sogar Raumschiffen eingefärbt und gestrichen werden kann – alles, was lackiert werden kann. Sie verwendeten eine lösungsbasierte Phasenumwandlungstechnik, um dem Polymer eine poröse, schaumartige Struktur zu verleihen. Aufgrund des Unterschieds im Brechungsindex zwischen den Luftporen und dem umgebenden Polymer entstehen Luftporen im porösen Polymer streuen und reflektieren das Sonnenlicht. Das Polymer wird weiß und vermeidet so die Erwärmung durch die Sonne, während sein inhärenter Emissionsgrad es ihm ermöglicht, Wärme effizient in den Himmel abzustrahlen
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 18. März 2021