복사 냉각 모범 사례 공유

킹 압둘라 과학기술대학교(KAUST)

이미지: 복사 냉각 장치는 대기에 흡수되지 않는 열을 방출하는 대신 지구 대기를 우주 공간으로 방출함으로써 전기가 필요 없는 냉각을 제공합니다.더보기

크레딧: © 2023 KAUST; 자비에 피타.

열 스트레스가 증가하는 세계에서 전기를 소비하지 않고 열을 우주 공간으로 직접 발산하는 방식으로 작동하는 탄소 배출 제로 냉각 기술은 획기적인 발전이 될 것입니다. 그러나 열악한 표준화와 투명성 부족으로 인해 복사 냉각으로 알려진 이 유망한 기술이 방해를 받고 있습니다. KAUST의 선도적인 복사 냉각 연구원인 Qiaoqiang Gan이 제시한 모범 사례 지침[1]은 연구 분야를 정상 궤도로 되돌리는 데 도움이 될 수 있습니다.

복사 냉각 장치는 대기 투명 창이라고 하는 좁은 파장 범위 내에서 열을 방출하여 전기 없이 냉각을 제공합니다. 이 창 내에서 열은 대기에 의해 재흡수되지 않고 대신 공간으로 빠져나갑니다. 절대 영도보다 3도 높은 곳에서는 거대한 방열판 역할을 하며 방출된 열을 쉽게 흡수합니다. Gan은 “이 기술은 사우디아라비아의 지역 냉각 요구 사항을 해결하는 데 특히 매력적입니다.”라고 말합니다.

많은 재료가 밤에 복사 냉각을 나타냅니다. "핵심 과제는 직사광선 아래에서 주변 온도 이하로 냉각하는 것입니다."라고 Gan은 말합니다. "대기 창에서 열 방출을 최대화하는 동시에 태양 흡수로 인한 가열 효과를 최소화해야 합니다." 이러한 어려움에도 불구하고 지구 온난화의 영향에 대응할 수 있는 잠재력으로 인해 지속 가능한 냉각 기술에 대한 관심이 빠르게 증가하고 있습니다.

그러나 새로운 복사 냉각 재료를 테스트하고 보고할 때 수많은 잠재적인 함정이 있다고 Gan은 지적합니다. 복사냉각은 하늘을 방열판으로 활용하기 때문에 대부분의 실험은 국부적인 실외 환경에서 진행된다. "통제할 수 없는 기상 조건과 측정 설정의 변화로 인해 다양한 기술의 실제 냉각 성능을 비교하고 이해하는 것이 어려워지고 연구 중인 다양한 복사 냉각 설계 중에서 최상의 전략을 식별하는 것이 어려워졌습니다."라고 Gan은 말합니다.

"Nature Sustainability의 수석 편집자와 이러한 문제를 논의한 후 우리는 복사 냉각 성능을 평가하기 위한 표준화된 기준과 특성화 절차를 제안하는 기사를 작성하도록 요청받았습니다."라고 Gan은 덧붙입니다. 그의 팀은 복사 냉각 연구의 신뢰성과 비교 가능성을 향상시키기 위해 복사 냉각 재료 특성화 및 냉각 계산 절차에 대한 명확한 권장 사항을 개발했습니다.

"우리는 이 프레임워크가 지속 가능하고 효율적인 냉각 솔루션의 발전에 기여할 수 있기를 바랍니다."라고 Gan은 말합니다. 2022년에 겪은 극심한 폭염과 2023년 상반기 수많은 주요 도시에서 관찰된 기록적인 고온을 고려할 때, 무전기 냉각 솔루션의 필요성이 그 어느 때보다 중요해졌다고 그는 덧붙였습니다. "탄소 배출이 전혀 없거나 심지어 마이너스일 가능성이 있는 복사 냉각을 활용함으로써 우리는 이러한 글로벌 과제를 효과적으로 해결하고 비전 2030이라는 사우디 국가 전략 계획을 지원할 수 있습니다."

자연 지속 가능성

10.1038/s41893-023-01170-0

복사 냉각 모범 사례

2023년 7월 3일

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