چین تولید انبوه نوعی پوشش خنککننده تابشی را آغاز کرده است که میتواند دمای سطوح در معرض تابش مستقیم خورشید را بدون استفاده از برق یا مایعات خنککننده به میزان قابل توجهی کاهش دهد. این فناوری که برای نخستین بار در یک تأسیسات پتروشیمی در جنوب چین آزمایش شده، میتواند راهکاری برای کاهش مصرف آب و انرژی در مناطق گرم و مقابله با اثرات موجهای گرما باشد.
این پوشش در یک مرکز پتروشیمی در استان هاینان و روی مخازن کروی بزرگ حاوی گاز مایع آزمایش شده است. مخازن موردنظر در معرض تابش مستقیم خورشید قرار داشتند و پیش از استفاده از این فناوری، برای کنترل دمای آنها از سامانههای آبپاش استفاده میشد؛ روشی که به مصرف حجم قابل توجهی آب نیاز داشت.
پوشش جدید بر اساس مفهوم خنکسازی تابشی عمل میکند. در این روش، سطح باید تا حد امکان بخش زیادی از انرژی تابشی خورشید را بازتاب دهد و در عین حال گرمای جذبشده را به شکل تابش مادون قرمز به محیط اطراف و در نهایت فضای بیرون از جو زمین منتقل کند. به این ترتیب، فرایند خنکسازی بدون نیاز به کمپرسور، برق یا جریان مداوم آب انجام میشود.
در یکی از آزمایشهای میدانی، زمانی که دمای هوا حدود ۳۰ درجه سانتیگراد بود، استفاده از این پوشش توانست دمای سطح مخزن را حدود ۲۵ درجه سانتیگراد کاهش دهد. دمای داخل مخزن نیز حدود ۷ درجه سانتیگراد پایین آمد. این تفاوت نشان میدهد که کاهش دمای سطح الزاماً به همان میزان در فضای داخلی سازه یا مخزن تکرار نمیشود، اما همچنان میتواند بار حرارتی واردشده به تجهیزات را کاهش دهد.
کاهش مصرف آب یکی از مهمترین مزیتهای بالقوه این فناوری است. بر اساس برآوردهای مطرحشده در گزارش مربوط به این پروژه، دستیابی به سطح مشابهی از خنکسازی با استفاده از آبپاشها میتواند برای هر مخزن به حدود ۳۵ تن آب در روز نیاز داشته باشد. بنابراین استفاده از یک پوشش غیرفعال میتواند بهویژه در مناطقی که همزمان با گرمای شدید و کمبود آب مواجه هستند، اهمیت پیدا کند.
ساختار این پوشش از ترکیبی از پرکنندههای معدنی و رزینهای پلیمری تشکیل شده است. طراحی آن به گونهای انجام شده که دو ویژگی را همزمان فراهم کند: بازتاب مقدار زیادی از تابش خورشیدی و انتشار مؤثر گرمای سطح در قالب تابش مادون قرمز.
یکی از ویژگیهای جالب این فناوری، الهام گرفتن پژوهشگران از ساختارهای ریزمقیاس موجود در پوست انسان است. محققان با استفاده از یک ساختار سطحی ویژه تلاش کردهاند عملکرد حرارتی پوشش را در ضخامت بسیار کم حفظ کنند. در نتیجه، ضخامت پوشش از حدود ۵۰۰ میکرومتر به ۱۰۰ میکرومتر کاهش یافته و طبق اعلام تیم توسعهدهنده، میزان بازتابش خورشیدی و انتشار حرارتی مادون قرمز هر دو به حدود ۹۷ درصد رسیده است.
پایداری پوشش نیز در آزمایشهای میدانی بررسی شده است. این ماده در یک آزمایش ۱۸۰ روزه توانست حدود ۴۰ هزار چرخه سایش را بدون پوستهشدن یا ایجاد حباب در سطح تحمل کند. توسعهدهندگان عمر عملیاتی آن را تا حدود ۱۵ سال تخمین زدهاند؛ هرچند دوام واقعی آن در شرایط و محیطهای مختلف میتواند به عوامل محیطی و نوع سطح مورد استفاده بستگی داشته باشد.
این فناوری توسط مؤسسه فناوری هاربین با همکاری شرکت China Construction Eco-Development توسعه یافته و اکنون از مرحله آزمایشگاهی عبور کرده و وارد فاز تولید تجاری شده است. ظرفیت تولید سالانه اعلامشده برای این پوشش حدود ۶۰۰ هزار تن است؛ ظرفیتی که نشان میدهد توسعهدهندگان از ابتدا به کاربرد گسترده صنعتی آن توجه داشتهاند.
به گزارش South China Morning Post، این پوشش در صورت گسترش کاربرد میتواند تنها به تأسیسات صنعتی محدود نماند. ساختمانهای مسکونی و تجاری، زیرساختهای عمومی و دیگر سازههایی که در معرض تابش شدید خورشید قرار دارند نیز میتوانند از این فناوری بهره ببرند. یکی از کاربردهای احتمالی، کاهش بار حرارتی ساختمانها و در نتیجه کاهش نیاز به استفاده مداوم از سامانههای تهویه مطبوع در مناطق گرم است.
عملکرد این پوشش به اصطلاح «پنجره جوی» نیز وابسته است. در محدوده طول موج حدود ۸ تا ۱۳ میکرومتر، بخشی از تابش مادون قرمز میتواند از جو عبور کند و گرمای سطح زمین را به فضای بیرونی منتقل کند. پوشش جدید با انتشار مؤثر تابش در این محدوده، از این ویژگی طبیعی جو برای دفع گرما استفاده میکند.
اهمیت این فناوری در آن است که برخلاف سامانههای سرمایشی متعارف، برای ایجاد اثر خنککنندگی به مصرف مداوم انرژی یا آب نیاز ندارد. اگر عملکرد و دوام آن در مقیاسهای بزرگ و شرایط آبوهوایی مختلف نیز تأیید شود، چنین پوششهایی میتوانند به یکی از ابزارهای مکمل برای مدیریت گرمای شهری، کاهش مصرف آب صنعتی و مقابله با افزایش دمای ناشی از موجهای گرما تبدیل شوند.
شمـا اولیـن نفـر هستـید کـه نظـر خـود را ثبـت مـی کنیـد.
🗩ثبـت نظر: