Att kyla hem, kontor och bilar utan luftkonditionering och samtidigt sänka jordens temperatur genom att ta hjälp av rymdens kalla vakuum kanske låter som science fiction, men det är precis vad en grupp forskare vid Stanford University i USA föreslår.
Den nya typ av kylpanel som Stanford-forskarna utvecklat fungerar även då solen skiner och reflekterar tillbaka ljuset från solen ut i rymden. På så vis kan kylningen av byggnader och bilar under dagtid förbättras avsevärt.
- Folk ser vanligtvis rymden som en källa till värme från solen, men en bit bort från solen är yttre rymden en väldigt kalla plats. Vi har utvecklat en ny typ av struktur som reflekterar den stora majoriteten av solljuset, samtidigt som den skickar ut värme i kylan, vilket kyler ner mänskliga konstruktioner även under dagtid, förklarar Shanhui Fan vid Stanford University, som lett forskningen.
Att låta värme stråla ut i rymden under natten är en metod som länge diskuterats för att bromsa den globala uppvärmningen. Enligt Fans kollega Eden Rephaeli har emellertid ingen tidigare lyckats åstadkomma denna typ av kylning under dagen, trots att det är då behovet är som störst.
- Det är ett stort hinder, säger Rephaeli.
Det problem som forskarna stod inför då de tog sig an utmaningen att utveckla den nya kylpanelen var tvådelat. För det första måste panelen reflektera så stor del av solljuset som möjligt. Det solljus som inte reflekteras absorberas nämligen av panelen och värmer upp den, vilket motverkar syftet med panelen. För det andra måste panelen på ett effektivt sätt skicka tillbaka värme ut i rymden, vilket kräver att den avger värmestrålning inom ett väldigt specifikt våglängdsområde där den inte stoppas av jordens atmosfär.
Forskarna lyckades åstadkomma båda dessa mål genom att använda sig av nanostrukturerade fotoniska material, där man kan välja att förstärka eller försvaga reflektionen av ljus i olika våglängder. Med hjälp av dessa material, bestående av kvarts och kiselkarbid, kunde de kraftigt minska den mängd solljus som panelen absorberar medan den avger värmestrålning med rätt våglängd för att ta sig igenom atmosfären.
- Vi har valt en helt annan väg än tidigare försök inom detta område. Vi kombinerar den termiska utsändaren och solreflektorn i en och samma produkt, säger Aaswath Raman vid Stanford University.
Den nya panelens kyleffekt är över 100 watt per kvadratmeter. Eftersom det ungefär motsvarar den effekt som genereras av dagens solpaneler betyder det att kylpanelerna skulle kunna ersätta de solpaneler som idag används för att driva luftkonditioneringssystem. Utöver miljöaspekten är den stora fördelen med kylpaneler i jämförelse med luftkonditionering att det rör sig om ett passivt system, som inte förbrukar någon energi, inte har några rörliga delar och är lätt att underhålla.
Fan och hans kollegor tror dessutom att tekniken kan få stor social betydelse eftersom den kan begränsa den kraftigt stigande energiförbrukningen i fattiga områden kring ekvatorn och stå för kylning i områden utan elförsörjning där luftkonditionering är omöjligt.
