善用陽光與鹽水,科學家研發離網低成本無電力冷卻系統

作者 | 發布日期 2021 年 09 月 21 日 17:00 | 分類 能源科技 , 自然科學 Telegram share ! follow us in feedly


如何不開空調、電風扇,甚至用任何電力,達到建築降溫效果?最近沙烏地阿拉伯科學家團隊推出不需要任何電力的冷卻系統,只需水、鹽巴即可透過自然的相變現象,達到冷卻效果,屆時炙熱的陽光也是冷卻系的「助力」。

沙烏地阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學(KAUST)團隊便是利用鹽的降溫效果,打造無電力冷卻系統。鹽溶化時會吸收熱量,使溫度下降,因此如果在溫水中撒點鹽,也可以讓水溫隨著鹽的溶解,迅速降溫,團隊設想,該自然現象或許能應用在被陽光曬得「暖烘烘」的建築中。

不過鹽有千百種,哪一種鹽的效果最好?KAUST 實驗指出,硝酸銨(ammonium nitrate)」是首選,身具水溶性高優勢,冷卻效果也是第二名氯化銨(ammonium chloride)的四倍,更何況硝酸銨也廣泛應用在肥料中,相當便宜。(註)

(Source:KAUST)

團隊認為,硝酸銨冷卻系統除了能應用在建築降溫,當然也能用在食物保存,有著良好的製冷與恆溫效果。

團隊實驗測試指出,首先將硝酸銨水倒入金屬杯中,再把杯子放進密封的保麗龍箱子中,隨著鹽溶解、水逐漸冷卻,杯子溫度可以在 20 分鐘內從 25 ºC 降到 3.6 ºC,且維持 15 ºC 以下超過 15 小時。

硝酸銨冷卻系統也可以重複再利用,畢竟水蒸發後,鹽巴還會以結晶方式留下來,可以加以收集再回到系統中,若不想要太浪費水,搭配太陽能蒸餾器也可以讓水重新回到冷卻系統中。

博士生 Wenbin Wang 表示,由於氣候變遷、全球暖化,製冷需求愈來愈高,然而並非每個地方都有電可用。團隊認為,硝酸鹽冷卻系統可以為離網偏鄉地區提供低成本的食物冷藏與空間冷卻服務,也就是沒有電力、但也可以受益於鹽水強大的降溫效果。

註:硝酸銨是 2015 年黎巴嫩大爆炸的元兇,也能用於製作土製炸彈,目前許多國家由於擔心有被誤用的可能性,正把它從消費性應用中階段性淘汰不使用。

(首圖僅示意圖,來源:Flickr/Dyniss Rainer CC BY 2.0)