分类
马里兰大学帕克分校新闻

UMD研究人员的“冷却玻璃”将建筑热量吹入太空

illustration of building beaming heat up into the stars

UMD研究人员开发了一种新的玻璃涂层,可以利用太空深处的寒冷温度有效地冷却建筑物。

插图:iStock

马里兰大学(University of Maryland)的研究人员旨在应对全球气温上升,他们开发了一种新的“冷却玻璃”,可以通过利用太空的寒冷深度来降低室内的热量。

这项新技术是周四发表在《科学》杂志上的一篇论文中描述的微孔玻璃涂层,可以在中午将其下方材料的温度降低3.5摄氏度,并有可能将中层公寓楼的年碳排放量减少10%,由材料 科学与工程系杰出大学教授胡良兵领导的研究团队表示。

该涂层以两种方式起作用:首先,它反射高达99%的太阳辐射,以阻止建筑物吸收热量。更有趣的是,它以长波红外辐射的形式向冰冷的宇宙发射热量,那里的温度通常在-270摄氏度左右,或仅比绝对零度高出几度。

在一种被称为“辐射冷却”的现象中,空间有效地充当了建筑物的散热器;他们利用新的冷却玻璃设计以及所谓的大气透明窗口(电磁波谱的一部分,在不提高其温度的情况下穿过大气层)将大量热量倾倒到无限寒冷的天空中。(同样的现象使地球能够自我冷却,特别是在晴朗的夜晚,尽管其排放强度远低于UMD开发的新玻璃。

“这是一项改变游戏规则的技术,简化了我们如何保持建筑物的凉爽和节能,”该研究的第一作者助理研究科学家Xinpeng Zhao说。“这可能会改变我们的生活方式,并帮助我们更好地照顾我们的家园和地球。

[能够获得2000万美元奖励的木材:美国能源部拨款支持研究人员为建筑引入超强木材的努力]

与以前冷却涂层的尝试不同,UMD开发的新型玻璃具有环境稳定性,能够承受水、紫外线辐射、污垢甚至火焰,可承受高达1000摄氏度的温度。 该玻璃可应用于各种表面,如瓷砖、砖块和金属,使该技术具有高度的可扩展性和可广泛使用。

two men  hold a white rectangular piece of metal in front of a white building

胡(左)和赵展示一块涂有新型辐射冷却玻璃的钢板。(照片由 A. James Clark 工程学院提供)

赵说,该团队使用精细研磨的玻璃颗粒作为粘合剂,使它们能够避免聚合物并增强其在户外的长期耐用性。他们选择的粒径是为了最大限度地发射红外热,同时反射太阳光。

胡说,冷却玻璃的发展与全球减少能源消耗和应对气候变化的努力相一致,并指出最近的报道称,今年的7月4日可能是全球125,000年来最热的一天。

“这种’冷却玻璃’不仅仅是一种新材料,它是解决气候变化的关键部分,”他说。“通过减少空调的使用,我们在减少能源使用和减少碳足迹方面迈出了一大步。它展示了新技术如何帮助我们建立一个更凉爽、更绿色的世界。

威斯康星大学麦迪逊分校电气与计算机工程系的机械工程教授Jelena Srebric和Zongfu Yu教授是这项研究的合著者,他们分别在建筑二氧化碳减排 和结构设计方面贡献了他们的专业知识。

该团队现在正专注于其冷却玻璃的进一步测试和实际应用。他们对其商业化前景持乐观态度,并创建了初创公司CeraCool来扩大规模并使其商业化。

新闻旨在传播有益信息,英文版原文来自https://today.umd.edu/umd-researchers-cooling-glass-blasts-building-heat-into-space