沙特阿拉伯的研究人员开发了一种系统,利用盐在水中的吸热溶解来冷却周围区域。太阳能可以再生溶质,这意味着循环系统可以在不需要电力供应的情况下工作,非常适合偏远地区的用户。

近年来,许多地区都经历了破纪录的高温,极端高温带来的死亡风险意味着,未来对冷却技术的需求将会增加。然而,大多数冷却设备依赖于电力驱动的蒸汽压缩,这对于生活在离网社区的数亿人来说是不可行的。

“我们相信我们的系统能够为偏远地区或离网社区提供冷却电力,”他说彭王阿卜杜拉国王科技大学。

王的团队开发的系统分为两个阶段。第一阶段是将硝酸铵盐溶解在金属杯中的水中,这需要能量。这种能量来自直接环境,冷却杯子周围的空气和溶液。第二阶段通过蒸发水溶剂来再生溶质,并通过将溶液垂直吸到3D结构的表面来实现,当暴露在模拟阳光下时,可以提供一个溶剂可以蒸发的大面积。这在表面留下了一个致密的结晶盐层,随着时间的推移,更大的晶体可以从上面脱落,并在结构下面收集起来重新使用。

概念示意图

来源:©王鹏/KAUST

该系统结合了溶解冷却和溶质再生

“该系统可以在任何需要的时候,全天候,全年提供冷却,而太阳能溶质再生器在白天有太阳能时工作,”王评论道。

研究小组发现,通过分离溶解和溶质再生,储能和冷却功率高达191W/m2可以在各个季节按需使用。物理上和时间上的分离使得控制冷却速度成为可能。盐的溶解量可以调整以适应不同的目的,再生速率可以通过影响溶剂蒸发速率来控制——例如,通过改变晶体形成的可用表面积。

“这个系统一点也不贵,因为溶解冷却系统和溶质再生器都很便宜,”王说。然而,也有一些限制需要考虑。“与传统空调相比,这种系统的冷却功率仍然很低,而且只适用于小空间的冷却。”

这种可持续的冷却技术“有望在解决不断增长的冷却需求的同时降低能源消耗和全球排放”,评论道伊芙琳王他是美国麻省理工学院机械工程系的负责人。“特别是,低成本材料的使用提高了冷却能力,将对建筑冷却和易腐物质储存等一系列应用产生影响。”

“电力输入的缺乏使得这个概念在农村和离网应用中很有前景。的评论Renaldi Renaldi他是牛津马丁(Oxford Martin)英国制冷未来项目的研究员。“了解更多关于其扩大潜力、安全性和可靠性的信息将是很有趣的。”