Güneş enerjisiyle çalışan kumaş gündüzleri serinletir, geceleri ısıtır - Fizik Dünyası

Çin'deki araştırmacılar, kullanıcının vücut ısısını düzenleyebilen, güneş enerjisiyle çalışan giysiler için yeni bir konsept ortaya çıkardı. Ziyuan Wang ve meslektaşları tarafından oluşturuldu. Nankai ÜniversitesiTasarım, elektrokalorik cihazları son teknoloji ürünü esnek güneş pilleriyle birleştiriyor. Ekip, yaklaşımını bir makalede açıklıyor: Bilim.

Termoregülatörlü giysiler, vücudu çok çeşitli ortamlarda güvenli ve rahat bir sıcaklıkta tutmayı amaçlar. Genel olarak pasif ve aktif olmak üzere iki kategoriye ayrılır. Pasif termoregülasyon, kullanıcılarını rahat ettirmek için emilim, radyasyon ve faz geçişlerinin gizli ısısı gibi etkilerden yararlanan malzemeler kullanır.

Pasif yaklaşımın en önemli avantajı harici bir güç kaynağına ihtiyaç duyulmamasıdır. Bununla birlikte, pasif termoregülasyon normalde giysilerde ya serinletici ya da ısıtıcı etkiye sahip olan tek bir yönde gider; ancak her ikisi birden değildir.

Enerji sorunu

Çift yönlü termoregülasyon genellikle hızlı ısıtma ve soğutma sağlamak için soğutucu sirkülasyonu ve akışkan kanallar gibi mekanizmalar kullanan aktif malzemeler kullanılarak elde edilir. Bu sistemler genellikle ağırlık katan ve yeniden şarj edilmesi gereken pillerle çalıştırılır. Ancak prensip olarak Güneş'ten enerji toplayarak da çalıştırılabilirler ancak bunun önemli bir tasarım zorluğu olduğu kanıtlanmıştır.

Xingyi Huang ve Pengli Li, "Yüksek enerji tüketimleri nedeniyle aktif sistemlerin, taşınabilir, sürdürülebilir enerji toplama cihazları aracılığıyla insan vücudunun sürekli termoregülasyonunu uzun süre sürdürmesi zordur." Şangay Jiao Tong Üniversitesi bir yere yaz yorum makalesi in Bilim Wang'ın makalesine eşlik ediyor.

Bu zorluğun üstesinden gelmek için Wang'ın ekibi esnek organik fotovoltaiklerdeki en son gelişmelerden yararlandı. Günümüzde bu güneş pilleri, farklı şekillere dönüştürüldüğünde bile yüksek dönüşüm verimliliğini koruyabiliyor.

Huang ve Li, "Böylesine yüksek verimli ve esnek bir organik fotovoltaik ünite uygun bir termal yönetim sistemiyle entegre edilebilirse, o zaman sağlam, kendi kendine yeten ve ısıyı düzenleyen giysiler elde edilebilir" diye tahmin ediyor.

Esnek elektrokalorik modül

Wang ve meslektaşları, çalışmalarında esnek bir güneş pilini esnek bir elektrokalorik modüle entegre ederek küçük bir giyilebilir malzeme parçası oluşturdular. İkincisi, uygulanan elektrik alanlarına yanıt olarak tersinir sıcaklık değişikliklerine uğrayan bir cihazdır.

Güneş ışığına yerleştirildiğinde güneş pili, elektrokalorik modülün sıcak havalarda kullanıcının cildini 10 dereceye kadar soğutmasına yetecek kadar enerji topladı. Fazla enerji küçük ayrı bir pilde depolanabilir. Karanlıkta cihaz, ısıtma moduna geçirilebiliyor ve depolanan enerji, kullanıcının cildini üç dereceye kadar ısıtmak için kullanılabiliyor. Cihaz toplamda 24 saatlik bir süre boyunca termoregülasyonu gerçekleştirebilir.

Enerji tasarruflu kumaş, kullanıcıların sıcak hava dalgalarını ve soğuklukları yenmesine yardımcı olur

Huang ve Li, "Mükemmel termal yönetim performansı, termal yönetim yönünün kolay değiştirilmesi ve optimum sıcaklık kontrolü ile Wang'ın ekibi, insan vücudunun ortam sıcaklığındaki değişikliklere uyum sağlamasına olanak tanıyan giysileri gösterdi" diyor.

Wang'ın ekibi, bu teknolojiyi giyilebilir kumaşlara entegre ederek, yaptıkları yeniliklerin, kullanıcıların karmaşık ve zorlu ortamlara uyum sağlamasına yardımcı olacak yeni nesil pratik, güneş enerjisiyle çalışan giysilere yol açabileceğini umuyor.

Aktif termoregülasyonu sayesinde cihaz, kullanıcıların kavurucu çöllere, soğuk kutup bölgelerine ve hızlı sıcaklık dalgalanmalarının olduğu birçok iklime dayanmasına olanak tanıyabilecek. Hatta sıcaklığın doğrudan güneş ışığında aşırı derecede yükseldiği, ancak gölgede düştüğü dış uzayda kullanım için bile uyarlanabilir.

Huang ve Li, "Giysilerin ötesinde, bu tür cihazlar araçlara ve binalara da uygulanabilir" diye ekliyor. "Enerji kaynağıyla sınırlı olmayan ve ekstra toplanan enerjinin özel koşullar altında elektronik cihazlara bile güç sağlayabileceği, her türlü hava koşuluna uygun termal yönetimin geleceğini hayal etmek mümkün."

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://physicsworld.com/a/solar-powered-fabric-cools-in-the-day-and-warms-at-night/