Тканина на сонячних батареях охолоджує вдень і зігріває вночі – Physics World

Китайські дослідники оприлюднили нову концепцію одягу, що працює на сонячних батареях і здатний регулювати температуру тіла свого власника. Створено Ziyuan Wang та колегами з Нанкінський університет, дизайн поєднує електрокалорійні пристрої з найсучаснішими гнучкими сонячними елементами. Команда описує свій підхід у статті в наука.

Терморегулюючий одяг має на меті підтримувати безпечну та комфортну температуру тіла в широкому діапазоні середовищ. Загалом він поділяється на дві категорії: пасивний і активний. Пасивна терморегуляція використовує матеріали, які використовують такі ефекти, як поглинання, випромінювання та прихована теплота фазових переходів, щоб забезпечити комфорт користувачам.

Ключовою перевагою пасивного підходу є відсутність потреби у зовнішньому джерелі живлення. Однак пасивна терморегуляція зазвичай відбувається в одному напрямку, коли одяг має або охолоджуючий, або зігріваючий ефект, але не обидва.

Енергетичний виклик

Двонаправлена ​​терморегуляція зазвичай досягається за допомогою активних матеріалів, які використовують такі механізми, як циркуляція теплоносія та рідинні канали для досягнення швидкого нагрівання та охолодження. Ці системи зазвичай живляться від акумуляторів, які збільшують вагу та потребують заряджання. Проте в принципі їх також можна живити, збираючи енергію Сонця, але це виявилося серйозною проблемою для розробки.

«Через їх високе енергоспоживання активним системам важко підтримувати безперервну терморегуляцію людського тіла протягом тривалого часу за допомогою портативних, стійких пристроїв збору енергії», Xingyi Huang і Pengli Li в Шанхайський університет Цзяо Тонг написати в a коментар статті in наука який супроводжує документ Ванга.

Щоб впоратися з цією проблемою, команда Вана використала останні досягнення в галузі гнучкої органічної фотоелектричної енергії. Сьогодні ці сонячні батареї можуть підтримувати високу ефективність перетворення, навіть якщо їх викривити в різні форми.

«Якщо б такий високоефективний і гнучкий органічний фотоелектричний блок можна було б інтегрувати з належною системою керування температурою, то можна було б створити міцний, самопідтримуючий і терморегулюючий одяг», — передбачають Хуан і Лі.

Гнучкий електрокалорійний модуль

У своєму дослідженні Ван і його колеги створили невеликий шматок матеріалу, який можна носити, інтегрувавши гнучку сонячну батарею в гнучкий електрокалорійний модуль. Останній є пристроєм, який зазнає оборотних змін температури у відповідь на прикладені електричні поля.

Коли сонячна батарея розміщена на сонячному світлі, вона збирає більше ніж достатньо енергії, щоб електрокалорійний модуль охолоджував шкіру користувача до 10 градусів у жарку погоду. Будь-яку надлишкову енергію можна зберігати в маленькій окремій батареї. У темряві пристрій можна перемкнути в режим нагріву, а накопичена енергія використовуватиметься для нагрівання шкіри користувача на три градуси. Загалом пристрій може досягати терморегуляції протягом 24 годин.

«Завдяки чудовій ефективності управління температурою, легкому перемиканню напрямку керування температурою та оптимальному контролю температури команда Вана продемонструвала одяг, який дозволяє людському тілу адаптуватися до змін температури навколишнього середовища», — кажуть Хуан і Лі.

Інтегруючи цю технологію в тканини, які можна носити, команда Вана сподівається, що їх інновація може призвести до нового покоління практичного одягу, що працює на сонячних батареях, який допоможе користувачам адаптуватися до складних і складних умов.

Завдяки активній терморегуляції пристрій може дозволити користувачам витримувати пекучі пустелі, холодні полярні регіони та багато кліматичних умов із швидкими коливаннями температури. Його навіть можна адаптувати для використання у відкритому космосі, де температура стає надзвичайно високою під прямим сонячним світлом, але різко падає в тіні.

«Крім одягу, такі пристрої можна застосувати до транспортних засобів і будівель», — додають Хуан і Лі. «Можна уявити майбутнє всепогодного управління температурою, яке не обмежується джерелом енергії і де додаткова зібрана енергія може навіть живити електронні пристрої за особливих умов».

• Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
• ПлатонЕСГ. вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
• PlatoHealth. Розвідка про біотехнології та клінічні випробування. Доступ тут.
• джерело: https://physicsworld.com/a/solar-powered-fabric-cools-in-the-day-and-warms-at-night/