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Moissonnant l'énergie renouvelable du soleil et de l'espace extra-atmosphérique en même temps

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Les scientifiques ont démontré pour la première fois que la chaleur du soleil et la froideur de l'espace extra-atmosphérique peuvent être rassemblées simultanément avec un à un dispositif. Leur recherche suggère que les dispositifs pour la moisson solaire et l'énergie de l'espace ne concurrencent pas pour l'espace de terre et puissent réellement s'aider à fonctionner plus efficacement.

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Les scientifiques chez Stanford University ont démontré pour la première fois que la chaleur du soleil et la froideur de l'espace extra-atmosphérique peuvent être rassemblées simultanément avec un à un dispositif. Leur recherche, éditée le 8 novembre dans le Joule de journal, suggère que les dispositifs pour la moisson solaire et l'énergie de l'espace ne concurrencent pas pour l'espace de terre et puissent réellement s'aider à fonctionner plus efficacement.

L'énergie renouvelable est de plus en plus populaire comme alternative économique et efficace aux combustibles fossiles, avec l'énergie solaire complétant des diagrammes en tant que favori mondial. Mais il y a une autre source d'énergie puissante au-dessus qui peut remplir juste la fonction opposée -- espace extra-atmosphérique.

« On l'identifie largement que le soleil est une nature parfaite de source de chaleur offre des êtres humains sur terre, » indique Zhen Chen, le premier auteur de l'étude, qui est un ancien associé post-doctoral de recherches chez Stanford dans le groupe de la fan de Shanhui et est actuellement un professeur à l'université du sud-est de la Chine. « On l'identifie moins largement que la nature offre également à des êtres humains l'espace extra-atmosphérique comme radiateur parfait. »

Les objets dégagent la chaleur en tant que rayonnement infrarouge -- une forme d'invisible léger à l'oeil humain. La majeure partie de ce rayonnement est reflétée de nouveau à la terre par des particules dans l'atmosphère, mais une partie de elle s'échappe dans l'espace, permettant les surfaces qui émettent assez de rayonnement dans la marge infrarouge pour chuter au-dessous de la température de leurs environs. La technologie de refroidissement radiative réfléchit des quantités copieuses de lumière infrarouge, fournissant une alternative de climatisation qui n'émet pas des gaz à effet de serre. Elle peut également aider à améliorer l'efficacité de pile solaire, qui diminue les piles solaires plus chaudes devient -- si seulement les deux technologies peuvent coexister paisiblement sur un dessus de toit.

Chen et ses collègues ont développé un dispositif combinant le refroidissement radiatif avec la technologie solaire d'absorption. Le dispositif se compose d'un amortisseur solaire de germanium sur un refroidisseur radiatif avec du nitrure de silicium, silicium, et les couches en aluminium ont enfermé dans un vide pour réduire au maximum la perte non désirée de chaleur. L'amortisseur solaire et l'atmosphère sont transparents dans la gamme mi-infrarouge de 8-13 microns, offrant un canal pour le rayonnement infrarouge du refroidisseur radiatif pour passer à l'espace extra-atmosphérique. L'équipe a démontré que le dispositif combiné peut simultanément fournir 24 ? C dans le chauffage solaire et 29 ? C dans le refroidissement radiatif, avec l'amortisseur solaire améliorant la performance du refroidisseur radiatif en bloquant la chaleur du soleil.

« Sur un dessus de toit, nous imaginons qu'une cellule photovoltaïque peut assurer l'électricité tandis que le refroidisseur radiatif peut refroidir la maison des jours chauds d'été, » dit Chen.

Tandis que cette technologie semble promettante, Chen croit qu'il reste abondance du travail à faire avant qu'elle puisse être mesurée pour l'usage commercial. Tandis que le vide enveloppant le dispositif pourrait être mesuré avec la facilité relative, la fenêtre infrarouge-transparente a fait à partir du séléniure de zinc est toujours trop coûteuse, et l'amortisseur solaire et le refroidisseur radiatif pourraient être aussi bien conçus des matériaux de haut-exécution meilleur marché. Chen pense qu'il est également important d'examiner l'utilisation des cellules photovoltaïques au lieu d'un amortisseur solaire -- une idée qui a pour être démontrée encore. Mais malgré tous ces défis pratiques, l'équipe croit que cette recherche démontre que l'énergie renouvelable a bien plus de potentiel de dessus de toit qu'a précédemment pensé.

« Je pense que cette technologie pourrait potentiellement révolutionner la technologie actuelle de pile solaire, » indique Chen. « Si notre concept est démontré et mesuré, la future pile solaire aura deux fonctions dans une : l'électricité et refroidissement. »