Fyzika a klasická energetika

Článků v rubrice: 217

Slunce je cool! Čím víc svítí, tím víc chladí!

Izraelská start-upová společnost SolCold se sídlem v Herzliya vyvinula speciální nátěr, který ochlazuje okolí, je-li vystaven slunečnímu záření. Je to doslova převratný a revoluční vynález - mění sluneční teplo v záření. Čím více Slunce na povrch opatřený nátěrem svítí, tím více ho ochlazuje. Vynález mohou využít nejen budovy, silnice, vozidla atd. na povrchu Země, ale může snad i pomoci řešit dlouholetý problém chlazení předmětů ve vesmíru, či maskovat armádní zařízení, aby bylo neviditelné v infračerveném zobrazování.

Fotogalerie (2)
Tel Aviv zalitý sluncem. Kdyby jeho střechy pokryl speciální chladicí nátěr, ušetřil by 60 % elektřiny (zdroj Adobe Stock)

Nová technologie nepotřebuje žádnou elektřinu, je založena na reakci, která přeměňuje teplo akumulované do objektu (opatřeného nátěrem) na záření. Záření je pak emitováno procesem zvaným Anti-Stokesova fluorescence, což poskytuje chladicí efekt. Yaron Shenhav, spoluzakladatel SolCold, říká: "Je to jako byste na střechu dali vrstvičku ledu a ta by byla tím silnější, čím víc by na ní Slunce svítilo."

Ochlazování pomocí laseru

Již dříve se zkoušelo ochlazování s pomocí laseru. Laserové světlo může ochlazovat speciálně vyvinuté materiály až na teplotu 150 milikelvinů. Funguje tak, že atomy absorbují fotony a současně spontánně emitují fotony o vyšší energii. Atomy se zpomalují, celková energie se ztrácí, teplota klesá. Budování laserů na střechách domů by bylo nesmyslné, izraelský tým chtěl dosáhnout toho, aby materiály fungovaly i při využití slunečního záření.

Ochlazování pomocí slunečního záření

Nastal ale problém v tom, že sluneční spektrum je mnohem širší, než je tomu u laseru. Výzkumný tým proto vyvinul materiál, který se skládá ze dvou vrstev: vnější vrstva odfiltrovává paprsky určitých vlnových délek, zatímco vnitřní vrstva absorbuje teplo a emituje světlo o vyšších frekvencích a ochlazuje se pod pokojovou teplotu. Materiál prošel laboratorními zkouškami, které prokázaly jeho funkčnost. Experimentální objekt se ochladil o 1,2 °C s použitím pouhého 1 % slunečního záření. Dokud na něj slunce svítilo, materiál se neustále ochlazoval. Matematické simulace ukázaly, že když by střecha nad bytem v posledním poschodí byla opatřena tímto nátěrem, byt by byl o 10 °C chladnější než bez nátěru. V průběhu dalších dvou let vynález čekají pilotní zkoušky již přímo na budovách (v Izraeli a na Kypru). V současnosti je nátěr k dispozici pouze ve světle modré barvě, v plánu je však nabídnout různé odstíny.

Zkoušejí se jiné možnosti

Město Los Angeles se snaží barvit ulice na bílo, aby sluneční záření neabsorbovaly, ale odrážely, a tím nezvyšovaly teplotu. Reaguje tak na rekordní teploty, které v poslední době rok od roku rostou. V Austrálii zase vědci z Technologického institutu v Melbourne vyvinuli nátěr, který ze slunečního světla a vzdušné vlhkosti generuje vodíkové palivo.

Využitelné pro vesmírné lety i pro armádu

Nátěry firmy SolCold nejsou laciné. Eran Zahavy  z Izraelského Institutu pro biologický výzkum uvedl, že pokrýt plochu 100 m2 těmito barvami by stálo 300 dolarů. Shenhav a jeho kolektiv se domnívají, že prvními zákazníky využívajícími novou technologii by mohla být nákupní střediska a stadiony. Nový materiál by rovněž mohl pomoci řešit ochlazování objektů ve vesmíru, kde není vzduch, který by odváděl teplo z těchto objektů. Na Mezinárodní kosmické stanici se pro tyto účely používají reflexní látky, které odrážejí sluneční záření, a také tepelné výměníky, které odvádějí přebytečné teplo produkované vnitřními zařízeními. Speciální nátěr od SolCold by podstatně snížil náklady na chlazení. Chlazení speciálním nátěrem by mělo zvláštní výhodu i pro vojenské využití. Chladicí nátěr by totiž fungoval i jako kamufláž proti zobrazení infračervenou kamerou.

Výhody pro životní prostředí

V horkém počasí bývá přetížená elektrická síť, protože všichni zapínají klimatizační zařízení. Například v Izraeli posílá národní energetická společnost každé léto desítky varování a žádostí, aby lidé používali klimatizační jednotky rozvážněji, jinak může nastat blackout. Jenže jak lidi přesvědčíte, když je i v noci 40 oC? Účty za elektřinu letí nahoru. Shenhav říká, že sám byl v takové situaci - seděl v rozpáleném Tel Avivu v pokoji se sotva fungující klimatizací, když tu ho napadl onen originální nápad využít sluneční záření ke chlazení. "Představte si, že by střechy všech budov v Tel Avivu byly opatřené nátěrem SolCold. Ušetřilo by to v nejteplejších dnech až 60 % elektřiny a tím i emise CO2. A u nových budov můžete ušetřit některé klimatizační systémy," říká Shenhav. Další předností je, že nátěr je stoprocentně „zelená technologie“.

Co v zimě, když chlazení netřeba?

Shenhav vysvětluje, že v zimě je Slunce většinou schováno za mraky, takže by se efekt chlazení nedostavil. Nicméně připouští, že vynález je orientován zejména na země v teplém pásmu - jižní Evropa, Střední východ, Oceánie, některé části Číny, Střední a Jižní Amerika.

Ocenění

Firma SolCold byla vybrána v r. 2016 Bílým domem, aby se zúčastnila Globálního podnikatelského summitu na Stanfordské univerzitě a letos se stala finalistou v odborné technologické soutěži Hello Tomorrow v Paříži. Shenhav se nehoní za oceněním, ale má radost, že jejich prezentace vzbudila zájem potenciálních investorů. V počátcích totiž nemohli sehnat investice prostě proto, že lidé jejich nápadu vůbec nerozuměli.

Zdroj: Sandrine Ceurstemont: The paint that uses sun to cool your home. New Scientist, 2017, č. 3147, s. 10

Václav Vaněk
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

Naše první slova

Původ řeči je jednou z největších záhad lidstva. „Na začátku bylo slovo...“ praví Bible. Ale jaké? Minimálně od biblických časů jsme se snažili rozluštit původ lidské řeči. Je to konec konců jedna z charakteristik, která nás odlišuje od jiných živočichů.

Černá smrt gumy a jak jí čelit

Guma je jedním z neopěvovaných velkých hrdinů průmyslové revoluce. Kromě jejích obvyklých aplikací, jako jsou pneumatiky, kondomy, elastické spodní prádlo, apod., představuje základní složku asi ve 40 000 výrobcích, včetně absorbérů nárazu, hadic, lékařských nástrojů, těsnění, atd.

Z historie i současnosti vynálezů a jejich ochrany

Vynálezy a objevy často přicházejí na svět klikatými cestičkami. Jednou to vypadá, jako by se na ně čekalo tak netrpělivě, že se zrodí hned v několika hlavách v různých koutech světa, jindy je náhodou nebo omylem objeveno něco, s čím si nikdo neví rady.

Jak vyčíslit ekonomické přínosy jádra? A co na to evropský jaderný průmysl?

Společnost Deloitte vypracovala pro Euratom studii o přínosech jaderné energetiky v roce 2019 a 2050. V současné době je v provozu ve 14 zemích EU 126 komerčních reaktorů o výkonu 118 GWe. Do roku 2050 by měl jejich výkon stoupnout na 150 GWe, budou se ale muset snížit investiční náklady.

Astronauti se pořád ptali: Jak se daří myškám?

Myši, švábi, japonské křepelky, ryby, škeble, rostliny.... ti všichni měli možnost ochutnat Měsíc! Po návratu Apolla 11, od jehož mise letos uplynulo 50 let, putovalo množství vzácných vzorků měsíční horniny do laboratoří.

Nejnovější video

Bez jaderné energie se ve vesmíru daleko nedostaneme

Krátké výstižné video z dílny Mezinárodní agentury pro atomovou energii ve Vídni ukazuje využití jaderné energie a jaderných technologií při výzkumu vesmíru. Ne každý ví, že jádro pohání vesmírné sondy už po desetiletí. Zopakujme si to. (Film je v angličtině.)

close
detail