Engenheiros criam metamaterial refrigerador que não gasta energia

CU Boulder

Yao Zhai e Gang Tan apresentam seu metamaterial irradiador de calor

Yao Zhai e Gang Tan apresentam seu metamaterial irradiador de calor

O conceito de refrigeração passiva, em que o o calor é mandado direto para o espaço, ficou ainda melhor e muito próximo do uso real.

Engenheiros da Universidade do Colorado, nos EUA, criaram um irradiador de calor na forma de um metamaterial fino e flexível, que pode ser fabricado em larga escala com as tecnologias disponíveis.

O material funciona como uma espécie de sistema de ar condicionado, resfriando objetos, casas e outras estruturas de forma contínua, dia e noite, com consumo zero de energia ou água.

Quando aplicado sobre uma superfície, o filme de metamaterial esfria o objeto embaixo refletindo a energia solar incidente de volta para o espaço, ao mesmo tempo em que permite que o objeto libere seu próprio calor na forma de radiação térmica infravermelha.

Os resultados da pesquisa foram apresentados em um artigo publicado no início deste mês na revista Science.

Resfriamento radiativo passivo

O metamaterial é um híbrido de polímero e vidro com apenas 50 micrômetros de espessura – pouco mais do que uma folha de papel alumínio usada na cozinha – e pode ser fabricado a custo baixo em rolos, o que o torna uma tecnologia viável em grande escala tanto para aplicações residenciais quanto comerciais.

O material tira proveito do resfriamento radiativo passivo, o processo pelo qual os objetos perdem calor naturalmente na forma de radiação infravermelha, sem consumir energia.

CU Boulder

 O material tem a forma de uma folha flexível, que se amolda a superfícies curvas, como o telhado de uma casa

O material tem a forma de uma folha flexível, que se amolda a superfícies curvas, como o telhado de uma casa

A radiação térmica proporciona algum resfriamento noturno natural e é usada para o resfriamento residencial em algumas áreas.

Contudo, o resfriamento durante o dia, sob luz solar direta, vinha sendo historicamente um desafio a vencer – para uma estrutura exposta à luz solar, mesmo uma pequena quantidade de energia solar diretamente absorvida é suficiente para anular a radiação passiva.

Yao Zhai e seus colegas venceram o desafio sintetizando um material de dupla ação: ele reflete quaisquer raios solares incidentes de volta para o espaço, ao mesmo tempo fornecendo um meio de escape para a radiação infravermelha.

Para isso, sobre um substrato de polímero foram depositadas microesferas de vidro que dispersam a luz visível e irradiam luz infravermelha. Em seguida, uma película de prata garante a máxima reflectância espectral.

“Tanto a formação do metamaterial de polímero e vidro, quanto o revestimento de prata, são fabricados em escala industrial em processos de rolo a rolo,” disse Ronggui Yang, membro da equipe.

Quem quer vender?

Durante os testes de campo, o metamaterial demonstrou uma potência média de resfriamento radiativo de 110 watts por metro quadrado (W/m2) durante 72 horas contínuas, e de 90 W/m2 em luz solar direta ao meio-dia.

Esse poder de resfriamento é aproximadamente equivalente à eletricidade gerada usando células solares em uma área similar, mas o resfriamento radiativo tem a vantagem de funcionar continuamente dia e noite.

“Apenas 10 a 20 metros quadrados deste material no telhado poderiam muito bem esfriar uma casa no verão”, disse o pesquisador Gang Tan.

A equipe pretende construir imediatamente um protótipo de resfriamento passivo de 200 metros quadrados na própria universidade, para demonstrar a tecnologia aos interessados em comercializá-la.

// EcoD

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2 COMENTÁRIOS

  1. Pergunta de leigo.
    Se o produto for utilizado em larga escala, o calor refletido e disperso não aquecerá o ar ao redor? Isso não poderá produzir alteração ambiental significativa?

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