مع ازدياد الاحتباس الحراري نتيجة تغيّر المناخ، يزداد استخدام أنظمة تكييف الهواء التي تستهلك الطاقة بشكل كبير، مما يشكل ضغطًا على شبكات الطاقة الحالية.
ولذلك طوّر باحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في الولايات المتحدة، نظام تبريد يتكامل مع مكيفات الهواء التقليدية في المباني، دون الحاجة إلى الطاقة، مع استهلاك كمية صغيرة فقط من المياه.
وقال الباحثون: إن هذا النظام يمكن أن يلعب دورًا مهمًا في تلبية احتياجات التبريد في أجزاء كثيرة من العالم تعاني من نقص في الكهرباء أو حيث يحدّ الماء من استخدام أنظمة التبريد التقليدية.
ويجمع النظام الجديد بين التبريد بالتبخّر، والتبريد بالإشعاع، والعزل الحراري، في حزمة رفيعة يمكن أن تشبه الألواح الشمسية، ويخفّض درجة الحرارة حتى تسع درجات مئوية أقلّ من درجات الحرارة في المكان المحيط به.
ويُساهم النظام الجديد في تقليل الاعتماد على أنظمة التكييف في المباني، عن طريق تبريد المياه المستخدمة في مكيّفات الهواء، ما يسمح لهذه الأجهزة باستهلاك طاقة أقل مع الحفاظ على نفس الفاعلية.
تقليل تلف الطعام
ويمكن للنظام أن يُساعد في تقليل نسب تلف الطعام في المناطق التي تعاني بالفعل من أزمات في الإمدادات الغذائية. ويسمح النظام بتخزين الطعام لمدة أطول بحوالي 40% في ظل ظروف شديدة الرطوبة، ويمكن أن يُضاعف وقت التخزين الآمن ثلاث مرات في ظل ظروف الجفاف.
ويتكوّن النظام من ثلاث طبقات من المواد التي توفر معًا التبريد أثناء مرور الماء والحرارة عبر الجهاز. ولا تتطلّب صيانته سوى إضافة الماء للتبخّر مرة واحدة كل أربعة أيام في المناطق الأكثر حرارة وجفافًا، ومرة واحدة فقط في الشهر في المناطق الأكثر رطوبة.
الطبقة العليا من النظام عبارة عن مادة هلامية تتكوّن من هواء محاط بتجاويف هيكلية تشبه الإسفنج مصنوع من الـ "بولي إيثيلين"، وهي مادة شديدة العزل، لكنها تسمح بمرور بخار الماء والأشعة تحت الحمراء.
وفي الطبقة الوسطى، يوجد هيدروجيل مسامي يتكوّن في الغالب من الماء، ويوفّر مصدر مياه للتبريد بالتبخير، حيث يتشكّل بخار الماء على سطحه، ويمرّ عبر طبقة الهواء، ويخرج إلى البيئة المحيطة.
وتتكوّن الطبقة السفلية من مادة تُشبه المرآة، تعكس ضوء الشمس، وترسله مرة أخرى عبر الجهاز، بدلًا من السماح لها بتسخين المواد، وبالتالي تقلّل من حملها الحراري.
كما تعكس الطبقة العليا من الهلام الهوائي، كونها تشكل عازلًا جيدًا، الكثير من ضوء الشمس، مما يحد من كمية حرارة الشمس من الجهاز، حتى في ضوء الشمس المباشر.
وتعتبر مادة الهلام الهوائي مفتاحًا لكفاءة النظام، إلا أن إنتاج هذه المادة مُكلف ويتطلّب معدات خاصة للتجفيف. ولذلك، يعمل الباحثون على استكشاف طرق لجعل عملية التجفيف أقل تكلفة، مثل استخدام التجفيف بالتجميد، أو إيجاد مواد بديلة يمكن أن توفر نفس وظيفة العزل بتكلفة أقلّ، مثل الأغشية التي تفصلها فجوة هوائية.
