Sistem Pendingin Pasif Murah yang Tidak Memerlukan Daya

• Sistem pendingin pasif baru memberikan pendinginan yang efektif di lingkungan yang panas tanpa menggunakan daya yang dihasilkan bahan bakar.
• Di lingkungan yang kering, dapat memberikan pendinginan hingga 40°C di bawah suhu sekitar.
• Ini dapat melengkapi sistem pendingin yang ada untuk menyimpan vaksin dan makanan di area yang panas dan tidak terjangkau jaringan listrik.

Mekanisme pendinginan yang ada mengandalkan sistem berpendingin fluida dan kompresi uap, yang cukup rumit dan mahal. Sistem pendingin pasif, di sisi lain, seperti pendinginan radiasi atmosfer menggunakan atmosfer bumi pada panjang gelombang inframerah menengah untuk menurunkan suhu pada tingkat yang signifikan.

Selama bertahun-tahun, para peneliti di seluruh dunia telah mencoba mengembangkan sistem pendingin pasif, dan sejauh ini mereka mampu membangun sistem ini menggunakan instrumen fotonik kompleks yang mahal untuk diproduksi dan tidak dapat digunakan secara luas. Sebagian besar dikembangkan untuk memantulkan semua panjang gelombang dengan sempurna dan memancarkan radiasi inframerah-tengah.
Namun, untuk mencapai ini, Anda perlu menambahkan beberapa lapisan material dan mengontrol ketebalannya hingga presisi nanometer.

Sekarang, para peneliti di MIT telah mengembangkan sistem pasif baru yang murah yang menyediakan pendinginan di hari yang cerah, tanpa memerlukan daya yang dihasilkan bahan bakar. Itu bisa melengkapi sistem pendingin lain untuk menyimpan/mengawetkan obat-obatan dan makanan di area off-grid.

Secara teoritis, sistem ini mampu memberikan pendinginan hingga 20°C di bawah suhu sekitar. Namun, saat mendemonstrasikannya, para peneliti mampu mencapai pendinginan 6°C. Untuk lebih menurunkan suhu, seseorang dapat menggunakan sistem pendinginan atau pendinginan termoelektrik tradisional.

Bagaimana Cara Kerjanya?

Sistem pendingin pasif baru hanya menghalangi sinar matahari langsung, menggunakan strip kecil yang ditempatkan pada 90 derajat untuk menutupi jalur Matahari melintasi langit. Ini menghilangkan kebutuhan akan instrumen pelacak.

Instrumen putih sederhana, yang dikembangkan dengan menggabungkan aluminium yang dipoles, film plastik murah, dan insulasi, memungkinkan emisi panas yang cukup melalui radiasi dalam kisaran inframerah-tengah. Lebih khusus lagi, ini memanfaatkan tumpang tindih spektral dari emisi radiasi objek terestrial di dekat suhu sekitar antara panjang gelombang 8 dan 13 mikrometer.

Dengan menempatkan payung di atas sistem dan melengkapinya dengan insulasi, para peneliti membuat pendinginan lebih efektif di siang hari. Mereka melakukan eksperimen di luar ruangan dan menemukan bahwa sistem itu secara efektif menghalangi sinar matahari langsung sambil terus memancarkan panjang gelombang inframerah-tengah ke langit.

Referensi:Komunikasi Alam | doi:10.1038/s41467-018-07293-9 | MIT

Beberapa pasangan dekade yang lalu, para ilmuwan hanya mengembangkan sistem untuk mengurangi pemanasan. Namun sekarang, mereka dengan cerdas menggunakan nuansa bersama dengan mekanisme penyaringan cahaya yang mendukung untuk menurunkan suhu.

Batasan dan Aplikasi

Kredit gambar:Bikram Bhatia / MIT 

Sistem tidak bekerja dengan baik di atmosfer yang lembab. Ini mengurangi jumlah emisi inframerah melalui udara, membatasi jumlah pendinginan hingga 20°C (di bawah suhu sekitar). Namun, jika lingkungan kering, dapat menghasilkan pendinginan hingga 40°C.

Selain itu, sistem ini tidak dapat digunakan untuk mendinginkan seluruh rumah atau bangunan. Itu hanya dapat digunakan untuk aplikasi pendinginan, seperti menyimpan makanan dan obat-obatan di area yang panas dan tidak terhubung dengan jaringan listrik. Meskipun pendekatan ini tidak cukup kuat untuk menurunkan suhu hingga ke tingkat yang diperlukan, setidaknya dapat mengurangi beban pada sistem pendingin yang ada, untuk menyediakan hanya fase pendinginan terakhir.

Ini juga dapat digunakan dalam sistem fotovoltaik terkonsentrasi, di mana cermin khusus memfokuskan sinar matahari ke sel surya untuk meningkatkan efisiensinya. Sistem ini sering terlalu panas dan menuntut perawatan termal secara teratur. Sistem pendingin pasif dapat dengan mudah mengontrol masalah pemanasan ini, sehingga tidak memerlukan manajemen termal aktif.

Baca:Tanpa Modernisasi Radikal, AC Akan Membuat Bumi 1/2 Derajat Celcius Lebih Hangat Pada 2100

Di tahun-tahun mendatang, peneliti akan mencoba memperbaiki sistem tersebut. Tantangan terbesar dalam melakukannya adalah menemukan bahan isolasi yang mampu mencegah seluruh sistem memanas secara berlebihan dari udara luar.