Nanofilm kyler takytor i Madrid utan el

En polymerfilm med porer i nanometerskala höll försöksytor i Madridområdet upp till 12,9 grader svalare än en obehandlad yta under takförsök förra sommaren, enligt Euronews och Spaniens statliga forskningsråd CSIC. Materialet har tagits fram av en CSIC-grupp vid Institutet för mikro- och nanoteknik och är tänkt att kyla solbelysta ytor i dagsljus utan att använda elektricitet. Arbetet har publicerats i tidskriften Nanophotonics.

Metoden bygger på så kallad passiv strålningskylning i dagsljus. I stället för att flytta värme med kompressorer och fläktar ställs ytan in så att den både reflekterar inkommande solljus och samtidigt avger sin egen värme som infraröd strålning. Den infraröda strålningen skickas ut genom ett ”atmosfäriskt fönster” mellan 8 och 13 mikrometer, där energin kan passera genom luften och fortsätta ut i rymden. Enligt Euronews använde forskarna polyvinylidenfluorid, en polymer som avger effektivt i det relevanta infraröda intervallet och som beskrivs som slitstark, vattenavvisande och motståndskraftig mot ultraviolett ljus. För att styra hur filmen samverkar med ljus pressades polymeren in i nanoporsa mallar av anodiserad aluminiumoxid, vilket skapade en tredimensionell nanostruktur där den inre geometrin avgör de optiska egenskaperna.

Vid laboratoriemätningar reflekterade det optimerade materialet i genomsnitt 82,4 procent av solstrålningen och avgav 96,7 procent av värmen i intervallet 8–13 mikrometer, rapporterar Euronews. Gruppen anger också en teoretisk kylkapacitet på 182,3 watt per kvadratmeter vid en solinstrålning på 1 000 W/m². I ett takförsök i Tres Cantos uppmättes liknande prestanda vid en maximal instrålning på 962 W/m². Efter ultraviolett behandling, som vitnade ytan och förbättrade reflektionsförmågan, höll sig den behandlade provytan upp till 12,9 grader svalare än den obehandlade under de ”varmaste, torraste och soligaste” dagarna, enligt rapporten.

Behovet av kylning är redan en stor och växande belastning på elnätet. Euronews noterar att kylning står för nära 20 procent av världens elförbrukning. I teorin kan alltså även små minskningar av luftkonditionering ge märkbara vinster i form av lägre nätbelastning och mindre bränsleförbrukning där el fortfarande produceras med fossila bränslen. Men steget från en jämförelse på ett tak till effekt i stor skala går genom en rad praktiska flaskhalsar: byggprodukter måste tåla åratal av smuts, nötning och väder, och de måste vara så billiga att fastighetsägare faktiskt väljer dem framför vanliga beläggningar. Forskarna beskriver tillverkningsprocessen som relativt billig och förenlig med befintliga industriprocesser, och pekar på möjliga användningar på tak och fasader samt inom elektronik, fordon och personliga kylsystem.

Det mest handfasta resultatet hittills är ändå försöket i Tres Cantos: en polymerfilm, vitnad genom ultraviolett behandling, som under samma middagssol låg mätbart svalare än en obehandlad grannytan.