"Quy mô lớn, hiệu quả và thụ động" là những mô tả được đưa ra cho máy làm lạnh bức xạ và bay hơi tích hợp (IREC), được thiết kế và thử nghiệm bởi các nhà nghiên cứu tại Đại học Thanh Hoa ở Bắc Kinh, Trung Quốc. Mục tiêu của công nghệ này nhằm đưa ra một phương pháp làm mát tiết kiệm năng lượng để hỗ trợ việc tiêu thụ năng lượng ngày càng tăng trong khi vẫn giảm thiểu lượng khí thải carbon.

"Khan hiếm năng lượng là một thách thức chung đối với sự phát triển toàn cầu. Nhu cầu làm mát đã chiếm hơn 10% tổng lượng điện tiêu thụ toàn cầu và có xu hướng tăng lên hàng năm", Liangti Qu, nhà nghiên cứu tại Đại học Thanh Hoa cho biết.

Trong nỗ lực tìm giải pháp cho thách thức về năng lượng đang gia tăng, các nhà nghiên cứu đã làm việc để phát triển IREC. IREC hoạt động song song với một số thành phần, bao gồm lớp polyacrylamide hydrogel và các sợi phản quang, thoáng khí trên bề mặt để phản chiếu ánh sáng. Lớp hydrogel hỗ trợ đẩy nhanh quá trình bay hơi cũng như giảm thiểu năng lượng đầu vào từ mặt trời.

Các sợi phản quang có thể ngăn năng lượng từ bức xạ mặt trời làm nóng nước và được chứng minh có hiệu quả chống lại các góc ánh sáng cao, làm cho nó hoạt động hiệu quả trong tất cả các thời điểm trong ngày ở mọi khu vực trên thế giới.

Trong quá trình nghiên cứu, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng IREC có thể giảm nhiệt bên trong các vật dụng lưu trữ ngoài trời hơn 9 ºC, khiến nó trở thành một lựa chọn hấp dẫn cho các giải pháp làm mát ngoài trời.

"Công nghệ này có thể đạt công suất làm mát hơn 700 W·m–2, gấp nhiều lần so với quy trình làm mát bức xạ đơn lẻ. Bên cạnh đó, chế độ làm việc tương thích với thiết bị sưởi ấm trung tâm hiện có và có thể được sử dụng để làm mát trung tâm vào mùa hè bằng cách cung cấp nước lạnh. Nó hứa hẹn sẽ là giải pháp thay thế bền vững cho nhu cầu làm mát hiện tại", Qu nói.

Ngoài ra, có tới 69,2% lượng nhiệt mà IREC tiêu thụ đến từ môi trường. Công nghệ IREC hấp thụ nhiệt từ môi trường, do đó làm mát thông qua quá trình bay hơi. Khả năng thiết lập IREC trên thiết bị sưởi ấm trung tâm hiện có sẽ giảm bớt rào cản gia nhập đối với những người mong muốn một phương pháp làm mát bền vững, tiết kiệm năng lượng hơn .

Thí nghiệm cũng tiến hành nhiều thử nghiệm để xác định kỹ thuật làm mát bằng bức xạ và bay hơi hoạt động tốt như thế nào trong các điều kiện khác nhau, chẳng hạn như sử dụng trong nhà và ngoài trời, thậm chí sử dụng trên cơ thể người để hỗ trợ làm mát.

Trên da người, IREC bắt chước phản ứng đổ mồ hôi của con người để giữ mát trong điều kiện nóng bức và có thể hỗ trợ làm mát cơ thể 13º C trong hơn 12 giờ. Ứng dụng rộng rãi của công nghệ này không chỉ cho mục đích thương mại mà còn cho mục đích sử dụng cá nhân khiến nó càng hấp dẫn các nhà nghiên cứu tiếp tục phát triển và hợp lý hóa quy trình để sản xuất quy mô lớn.

Việc tìm kiếm các phương pháp làm mát vừa tiết kiệm chi phí vừa tiết kiệm năng lượng sẽ tiếp tục là một thách thức, đặc biệt là giá cả phải chăng và sẵn có trên quy mô lớn. Lý tưởng nhất là sau khi nguyên mẫu được sắp xếp hợp lý và tối ưu hóa, các nhà nghiên cứu muốn thấy công nghệ làm mát tích hợp này có sẵn trên thị trường để sử dụng trong các tòa nhà "xanh" và cơ sở lưu trữ công nghiệp.

Mỹ Linh