Binaları Klima Olmadan Soğuk Tutmak Mümkün: Çevre Dostu Akıllı Kaplama
Araştırmacılar, büyük binalarda çevre sıcaklığının altında radyasyon yayan, “akıllı” soğutma sağlayan gelişmiş kaplama malzemeleri yapmak için yenilikçi bir yöntem geliştirdiler.
Isı dalgaları gezegeni tahrip etmeye devam ederken, klimalar da gittikçe yaygın hale geliyor. Bununla birlikte; aşırı elektrik tüketimi ve ozon tabakasını incelten kimyasallar, sera gazı etkisini daha da artırarak ısı adalarının oluşmasına ve daha fazla termal kirliliğe sebep olduğundan, klima gibi “aktif” soğutma cihazları, döngüsel sorunlara neden oluyor. Bu nedenle, elektrik kullanımı gerektirmeyen ve sera gazı emisyonları meydana getirmeyen “pasif” soğutma, son yıllarda hem bilimsel hem de teknolojik anlamda büyük ilgi görüyor.
Yakın tarihte Advanced Materials’ta yayınlanan bir çalışmaya göre, Çin ve ABD merkezli bir araştırma ekibi, binaları serin tutmak için elektrik tüketmeden, çevre dostu ve düşük maliyetli bir akıllı kaplama sundu.
Kızılötesi radyasyona dayalı pasif soğutma, 2014 yılından beri araştırılıyor fakat sürdürülebilir olmayan tasarımı, pahalılık ve pasif soğutma platformlarının üretimi gibi zorluklar nedeniyle uygulamaları büyük ölçüde sınırlandı. Bu sorunlara ek olarak, soğutucuların gece ve gün içindeki soğutma kabiliyetindeki dengesizlik; geceleri elde edilenden daha fazla ısı kaybedildiğinden dolayı önemli derecede gece-gündüz sıcaklık farklılıklarına yol açmaktadır.
Çözüm olarak, hem gündüzleri soğutmayı artıran, hem de geceleri ısı kaybını en aza indiren “akıllı” soğutma mekanizması geliştirilmiştir.
“Akıllı” soğutma mekanizması için araştırmacılar, titanyum dioksit nanopartiküller, floresan mikropartiküller ve binaya gelen güneş ışığının büyük bir kısmını yansıtacak şekilde tasarlanmış cam mikroküreler gibi geleneksel yapı malzemelerinden oluşan, ısı emilimini en aza indirirken kızılötesi radyasyonu yeniden yayan yeni bir akıllı kaplama oluşturdular.
Özellikle, titanyum dioksit partiküller, ışık saçılması yoluyla güneş ışığını etkili bir şekilde yansıtırken; floresan partiküller, soğurulan güneş ışığını etkili bir biçimde binadan uzaklaştıran floresan emisyonlarına dönüştürerek, yansıyan ışık miktarını daha da artırır. O sırada, cam mikroküreler orta dalga kızılötesi radyasyonu yeniden yayarak, hem ısı dağılımına hem de bina ile gökyüzü arasında ısı alışverişinin gerçekleşmesine izin verir. Titanyum dioksit partiküller çevre sıcaklığının altında soğutmaya olanak tanırken, floresan partiküller ise gece ve gündüz arasındaki sıcaklık farkını en aza indirmek için gökyüzünü sıcaklık düzenleyicisi olarak kullanır ve böylece çevre sıcaklığının altında radyasyon yayan akıllı soğutmayı sağlar.
Kaplama, beton bir binanın yüzeyinde test edildi. Gökyüzü ile verimli ısı alışverişi sayesinde, gündüz soğutması iyileştirilirken, gece soğutması ortadan kaldırıldı. Binanın dışındaki sıcaklık gün içinde 24oC ile 37oC arasında değişmesine rağmen, bina içindeki sıcaklık 26oC’de sabit tutuldu.
Kaplamaya, onu 2 yıl boyunca dış ortama maruz bırakmakla eşdeğer bir yaşlandırma testi yapıldı. Testin sonucunda, kaplamanın genel soğutma performansının zaman içinde yok denilecek kadar az düzeyde düştüğü gözlemlendi. Olumsuz hava koşullarında bu sağlamlık, geliştirilen kaplamayı tüm dünyadaki soğutma uygulamalarına kadar genişletmek için kritik bir öneme sahiptir. Yeni tasarım konsepti, malzeme seçimini önemli ölçüde genişletirken, bina soğutma maliyetlerini de oldukça düşürüyor.
Umuyoruz ki kaplama yakında ticarileşir, sürdürülebilir bir şekilde iklim değişikliği ve küresel enerji kriziyle mücadeleye yardımcı olabilir.
Kaynak: advancedsciencenews.com
