Slimme verdamper koelt tot tien graden zonder stroom

Gieljan de Vries

22-09-2022 12:00:00

Een nieuw systeem koelt tot 10 graden Celsius zonder een sprankje stroomverbruik. Dat is interessant voor in de voedselindustrie in ontwikkelende economieën, denken de uitvinders bij het MIT.

Met energieprijzen die door het dak gaan is de timing uitstekend: in het wetenschapsblad Cell Reports Physical Science presenteren onderzoeker Zhengmao Lu (MIT) en zijn collega’s een passief koelsysteem dat koelt zonder stroom te verbruiken. Dat werkt door slim gebruik te maken van verdamping en door binnenvallend zonlicht te weerkaatsen. Zo krijgen de onderzoekers een temperatuurverschil van wel 10 graden Celsius onder en boven hun installatie.

Lees ook:

Het passieve systeem koelt minder effectief dan bijvoorbeeld airconditioners, maar is een stuk goedkoper dan die energievreters omdat hij geen elektriciteit nodig heeft. Hoofdonderzoeker Lu: “Je zou dit bijvoorbeeld in kunnen zetten om etenswaren langer goed te houden, bij boerderijen of huishoudens in opkomende economieën waar stroom niet overal beschikbaar is.” Volgens het bijbehorende persbericht zou de installatie ook bestaande koelingen kunnen ondersteunen, zodat die minder energie verbruiken.

Aerogel

Het hart van de koelopstelling is een zogenoemde aerogel, een soort gestold schuim met een enorm oppervlak dat makkelijk water, licht en lucht doorlaat. Door die schuimlaag kan water uit een dieper gelegen reservoir in het koelapparaat gecontroleerd verdampen. De energie die daarvoor nodig is, komt uit de warmte van het gebouw of de koelbox waar de installatie op staat. Om zoveel mogelijk opwarming te voorkomen heeft het apparaat ook een spiegellaag die zonlicht terugkaatst.

Op het universiteitsdak in het vrij koele Boston leverde een testinstallatie van een paar postzegels groot tussen de 96 en 118 watt per vierkante meter aan koelvermogen. Dat is een maat voor de hoeveelheid energie die een vergelijkbare opstelling van een vierkante meter groot elke seconde uit de omgeving zou halen. Geen misselijke prestatie: de vuistregel voor een professionele koelinstallatie is zo’n 100 watt per vierkante meter koeling voor een woonhuis en tussen 120 en 150 voor een kantoorpand.

passief koelsysteem
Foto van twee testopstellingen van de passieve koeler op het dak van een lab bij MIT in Boston (VS). Rechts de complete opstelling met een spiegelende laag die zonlicht wegkaatst en opwarming voorkomt; links een uitgeklede variant die alleen koelt door water te verdampen. © Zhengmao Lu

Troebel

Opmerkelijk is dat Lu’s vondst beter koelt als het buiten heter en droger is. Volgens berekeningen van de onderzoekers zou dat in het snikhete en kurkdroge Las Vegas wel 200 watt per vierkante meter zijn, omdat daar meer water verdampt. Bij zulke topcondities verbruikt de koeler per vierkante meter zo’n 0,3 liter water per dag.

Dat water hoeft gelukkig niet tegen hoge kosten te worden gezuiverd, vertelt Lu: “De aerogel kan prima tegen troebel water uit een lokale put.” Wel puzzelen de onderzoekers nog op de vraag hoelang hun aerogel meegaat en hoe ze die goedkoper kunnen produceren. Dat kost nu dertig eurocent per kubieke centimeter, te duur voor commerciële toepassingen. Hoofd koel houden en doorontwikkelen dus.

Bronnen: Cell Reports Physical Science, MIT

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK! 



Podcast KIJK en luister via JUKE






Meer Nieuws