Các nhà khoa học đang nghiên cứu loại điều hòa mới dựa trên nguyên lý từ không gian lạnh lẽo ngoài vũ trụ

Chỉ cần tạo ra được một khoảng không gian mát ngay cả khi trời nắng, chúng ta hoàn toàn có thể sử dụng khoảng không gian đó để tạo ra hơi mát cho hệ thống điều hòa trong các tòa nhà.

Theo Quartz, bí quyết để tạo ra không khí mát mà không cần dùng đến điện rõ ràng là một thách thức lớn đối với các nhà khoa học và quá trình đô thị hóa hiện nay. Tuy nhiên lấy tưởng từ cảm giác lạnh ngoài không gian, các nhà nghiên cứu đang nghĩ đến giải pháp chế tạo điều hòa kiểu mới.

Một công ty có trụ sở tại California có tên SkyCool Systems đang bắt tay nghiên cứu một hệ thống làm mát tiết kiệm năng lượng hơn bất kỳ công nghệ nào mà con người đã sử dụng trong vòng một thế kỷ qua. Hệ thống này sử dụng cách làm mát bức xạ, một nguyên lý từng được sử dụng ở Trung Đông và Ấn Độ hàng trăm năm trước.

Phát minh hệ thống làm mát mới này hứa hẹn sẽ thay đổi cách con người làm mát không gian sống trong bối cảnh cuộc khủng hoảng khí hậu đang ngày càng diễn biến phức tạp. Theo ước tính của Cơ quan bảo vệ Môi trường Mỹ, có khoảng 12% lượng khí thải CO2 trên toàn cầu có nguyên nhân từ hệ thống máy lạnh và điều hòa không khí.

Để hiểu hệ thống làm mát bức xạ hoạt động như thế nào, hãy tạm bỏ qua Mặt Trời một chút. Thay vào đó, bạn hãy nghĩ về bầu trời đêm. Khi mặt trời lặn và màn đêm buông xuống, không khí bắt đầu mát mẻ trở lại. Mọi thứ như cây cối, đất, cỏ, mái nhà, thậm chí cả con người đều tỏa nhiệt vào không khí. Đa số lượng nhiệt đó sẽ bốc lên bầu khí quyển và truyền ra ngoài không gian để giảm nhiệt cho Trái Đất. Bầu trời đêm lạnh lẽo và các vật thể sẽ tỏa nhiệt vào ban đêm nhiều hơn.

Hàng trăm năm trước khi con người còn chưa có máy lạnh, người dân Ấn Độ và Iran đã sử dụng nguyên lý cơ bản này để làm đá lạnh ở vùng khí hậu có nhiệt độ trên mức đóng băng. Nước sẽ được đổ vào một hồ gốm lớn và được bao quanh, cách nhiệt bằng lớp cỏ khô. Sau đó hồ nước này được bỏ lại trong những trời đêm trong, không một gợn mây. Nghe thì có vẻ trái ngược nhưng nếu không khí không quá xa mức nhiệt độ đóng băng, nhiệt thoát ra từ nước sẽ tạo điều kiện cho nước đạt tới ngưỡng đóng băng. Nó cũng giống như khi bạn thấy lớp sương vào buổi sáng.

Giờ đây các nhà nghiên cứu tại SkyCook đang áp dụng nguyên lý tương tự vào thời hiện đại bằng các mô phỏng lại cách chúng ta làm mát nhà cửa, trung tâm dữ liệu và tủ lạnh.

Khi làm việc tại Đại học Stanford, ba nhà đồng sáng lập của SkyCool là Shanhui Fan, Eli Goldstein và Aaswath Raman đã tạo ra một loại vật liệu giúp tạo thuận lợi cho quá trình làm mát bức xạ. Bí quyết là tìm một vật liệu có bề mặt hấp thụ, thoát và phản xạ nhiệt tốt.

Lợi ích cốt lõi của loại vật liệu này chính là nó có thể làm mát vào ban ngày. Hầu hết các vật liệu xây dựng hiện nay đều hấp thụ ánh sáng Mặt Trời và chống lại quá trình làm mát. Đó là một vấn đề lớn đối với hầu hết các công trình. Tuy nhiên phương pháp làm mát bức xạ từ xa xưa không thể phát huy hiệu quả vào ban ngày, thời điểm bạn cần làm mát nhiều nhất.

Phát minh của họ thoạt nhìn giống một tấm pin Mặt Trời. Đó là một tấm kim loại phẳng được phủ trong một tấm vật liệu. Tấm film được phủ trong một tấm vật liệu có khả năng phản chiếu ánh sáng và sức nóng của Mặt Trời hiệu quả đến mức, nhiệt độ bên dưới màng có thể giảm từ 5-10 độ C so với không khí xung quanh. Một hệ thống đường ống phía sau bảng kim loại sẽ tiếp xúc với lớp không khí mát bên dưới và làm lạnh chất lỏng bên trong nước trước khi chuyển nó đến các hệ thống làm mát.

Thách thức để có được một hệ thống SkyCool chính là việc tủ lạnh và điều hòa không khí hiện đại đã được tối ưu rất tốt trong cả thế kỷ qua và mức giá của nó cũng khá rẻ. Do đó việc đề nghị các công ty trả thêm tiền để xây dựng công nghệ làm mát bằng bức xạ và tích hợp nó trên các hệ thống rẻ tiền hiện nay rất khó khăn. Ngoài ra, vấn đề còn nằm ở cơ sở hạ tầng có cho phép triển khai công nghệ đó hay không.

Mặc dù vậy SkyCool tỏ ra rất tự tin vào triển vọng phát triển của hệ thống làm mát bức xạ trong tương lai.

Goldstein  khẳng định: "Chúng tôi rất lạc quan vì chúng tôi luôn nhận được sự quan tâm của khách hàng". Công ty hiện có năm chương trình thí điểm tại các cửa hàng tiện lợi, trung tâm dữ liệu, tòa nhà văn phòng để chứng minh nguyên lý của họ có thể áp dụng trong tương lai.

Trong khi SkyCool nhìn thấy cơ hội áp dụng công nghệ làm mát bức xạ kết hợp với hệ thống làm lạnh không khí hiện tại, các nhà nghiên cứu tại Đại học Buffalo lại đang nghiên cứu một giải pháp làm mát khác gần như không sử dụng điện năng.

Một trong những thách thức lớn nhất đối với việc làm mát bức xạ, đó là đảm bảo tấm film có thể phản xạ ánh sáng Mặt Trời trở lại không khí. Thông thường, nhiệt độ sẽ bị phân tán theo nhiều hướng. Nhưng theo nhóm nghiên cứu tại Đại học Buffalo, họ đã tìm ra cách để phản chiếu nhiệt theo hướng hẹp, hướng lên. Nhờ đó mà hệ thống làm mát bức xạ hoạt động hiệu quả hơn trong môi trường đô thị.

Hiện tại chưa rõ khi nào công nghệ làm mát bức xạ sẽ được triển khai trên quy mô lớn nhưng đây là những bước đi quan trọng để con người tái thiết kế lại hệ thống làm mát không khí và đem tới một chất lượng sống tốt hơn, đồng thời không gây nguy hại tới môi trường.

Mai Huyền


Đánh giá gần đây
Đọc nhiều nhất Phản hồi nhiều nhất

1 Chuyên gia Nhật khẳng định đa số mọi người đều cắt móng chân sai cách, đây mới là cách làm đúng!

2 Trung Quốc không thể tấn công tàu sân bay của Mỹ, và đây là lý do tại sao

3 Tại sao những nước nghèo không in thêm tiền để giàu có hơn?

4 Đừng tùy tiện mượn cáp sạc của người không quen biết nếu bạn không muốn nhận lấy những hậu quả khôn lường

5 12 mẹo và kỹ thuật giúp bạn trở thành cao thủ gõ 10 ngón, thoát kiếp "mổ cò"

Tin Liên quan
Các tin khác
a
Xem thêm
Góc nhìn VNREVIEW