【テクノロジー】MIT、電力を使わず冷却するシステムを開発[12/16]

**サンダージョー ★** · 2019/12/16(月) 12:30:50.72

2019/11/26 10:00
https://fabcross.jp/news/2019/20191126_improved-cooling-performance.html
https://fabcross.jp/news/2019/dmln5300000gu22c-img/dmln5300000gu231.png

米マサチューセッツ工科大学（MIT）は、2019年10月30日、電力を使用しない冷却システムを開発したと発表した。研究成果は『Science Advances』誌に2019年10月30日付で掲載されている。

この冷却システムは日光を遮断して温度が上昇することを防ぎ、同時に熱として赤外線を効率的に大気に放射して、周囲の大気温度よりも低い温度にデバイスを冷やす放射冷却を利用している。デバイスには可動部品は無くローバストなデザインだ。炎天下でも13℃に冷やすことができる。

先行研究を基に、新しいデバイスでは表面を低温に保ちつつ冷却も効率よく行える断熱材の開発に注力したという。「熱損失を最小限にする方法の研究は盛んですが、熱利得を小さくする方法は注目されておらず、とても難しい課題です」とMIT機械工学部学部長であるEvely Wang教授は語る。

エアロゲルはそのほとんどが空気で構成された軽量な材料で、極めて高い断熱性を有するが、研究チームは新しい種類のエアロゲルの研究を進めた結果、ビニール袋に使用されているポリエチレンからエアロゲルを作り、柔らかく弾力性がある白い断熱材を完成させた。その見た目はマシュマロのようだという。微細な泡のような構造で、水の比重の50分の1という軽さとのことだ。

そして、注目すべき点は、その断熱材が太陽光の90％以上を遮蔽して表面温度が上昇しないようにする一方で、赤外線の約80％は外側へ放出させるという赤外線に対する透明度の高さだ。

その結果、金属やセラミックなどの材料から作られたエミッター（絶縁層）の下に置かれたプレートを劇的に冷却できるという。冷やされたプレートは、プレートに接続されている容器を冷却し、プレートと接触しているコイルを通過する液体を冷却する仕組みだ。

実証試験はチリのアタカマ砂漠で行われ、デバイスは正午の太陽光の下で13℃の冷却温度を達成したという。なお、MITのキャンパスで同様の試験を行ったところ、冷却温度は10℃以下を達成したようだ。

理論的には、このようなデバイスは温度を50℃下げることも可能だという。研究チームは、さらに研究を重ねていく予定で、電源不要のエアコンの開発などへの応用の可能性も視野に入れているという。

断熱材には真空システムがよく利用されているが、真空システムは効率的ではあるものの、重たく高価で壊れやすいという短所がある。エアロゲルを利用した冷却デバイスは低コストであることから、他の冷却システムを補完するような冷却力をもたらす低価格の追加機能として取り込まれることも期待できる。

「例えば、野菜や果物の腐敗を防ぐ方法としてエアロゲルを用いた冷却方法が応用できる。安定した電力提供が確保できないような遠隔地で、農産物を新鮮に長い時間保つことができるだろう」と研究チームのArny Leroy氏は語っている。

fabcross for エンジニアより
https://engineer.fabcross.jp/

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/12/18(水) 00:51:45.37

国立競技場を救ってくれ

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/12/18(水) 01:03:18.35

>>3
なんか熱力学のエントロピーの法則に反してるような

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/12/18(水) 07:10:17.55

エアロゲルって、まだ工業的には生産出来ないんや
トライしてるベンチャーはあるけど

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/12/18(水) 07:48:12.69

Evely Wang教授　　アジア系っぽいな　王教授?

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/12/18(水) 08:21:16.14

エアロゲイになったら大変

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/12/18(水) 08:29:35.05

CPU冷やせないかね

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/12/18(水) 11:56:02.05

この素材でCPU表面覆えば無いよりはマシくらいには冷えるんじゃない

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/12/18(水) 12:05:54.93

砂漠が発展するな
ノーベル賞やな

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/12/18(水) 14:55:46.10

>>88
熱の出入りの収支が出の超過になれば温度は下がる。気温は入の熱の増加を起こすが断熱性能が良いならそれほど支配的な因子ではないのでは？
それよりも温度が下がれば熱放射の量が減り、出と入の均衡したところまでしか温度が下がらない。それが50℃下げも可能の下りではないか。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/12/18(水) 23:32:43.80

砂漠に鏡を置いてその下が涼しいとかそんな単純な話ではない？

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/12/18(水) 23:37:48.08

今回のは条件が合えば気温より下げられるのでは

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/12/19(木) 07:34:03.70

面白いね
可視光は遮断して赤外線だけ通す発泡スチロールみたいなモノか。
可視光遮断だから日陰に置いた鉄板って事になる
周囲から入ってくる赤外線と、放出する赤外線が釣り合う温度になるわけだ。

測定したのが5月じゃなくて真夏っぽいから、太陽光は実はちょいと弱くなってて、周囲の気温が高い状態で測定してるから性能は眉唾かもなー

太陽光線が一番強くて周囲の気温がまだ高くない5月測定なら信じたけど。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/12/19(木) 10:35:59.94

エアロゲルは可視光遮断しないよ？

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/12/19(木) 19:26:12.45

熱力学第二法則に反するのでは？

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/12/19(木) 21:09:07.33

熱（分子振動）は赤外線帯域の作用だから可視光は抑々関係ない
内部の赤外線は透過し外部からの赤外線は反射する構造なのだろうか？？？

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/12/19(木) 21:39:09.96

外部からの赤外線は、飛んでこない方向にむけて使ってください、だよ

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/12/19(木) 23:47:03.13

>>114
いや、赤外線は出て行くし入っても来る
熱の一方通行は不可能
この素材は「赤外線は通すが熱伝導は通さない」という特性
透明なガラスで作った昔の魔法瓶みたいなもん

あとちなみに可視光も熱を伝える
と言うか電磁波全般熱を伝える
電磁波が物体に当たって吸収されたら大体熱になる

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/12/20(金) 01:08:30.44

光も熱も全ては波で伝わるからプルンプルンのモノだと振動が分散して伝わらないって仕組みかな

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/12/20(金) 01:43:01.14

炎天下で働くガードマンのヘルメットに、装着してね。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/12/20(金) 07:13:33.16

ナノ粒子自体が媒質になっている予感が・・・。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/12/21(土) 22:42:36.95

生物でエアロゲル作れるのいないのかねぇ

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/12/22(日) 02:39:47.62

>>116
熱といっても赤外線だから、周波数によって透過と反射の性質の差を使えば
入ってくるそれと出てゆくそれが同じ性質じゃないものが一方通行になれない道理はない。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/12/22(日) 15:36:37.69

俺の部屋電力使わなくても寒いけど

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/12/22(日) 15:52:39.74

ちなみに
電気なんか使わなくても、夫婦の仲は冷え切っている。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/12/22(日) 16:06:46.76

>>121
光の性質として一方通行はあり得ない
これを覆すには物理の教科書を書き換えるくらいの論理的飛躍が必要

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/12/22(日) 16:29:03.78

早いとこ、CPUやグラボで試験してほしいよね。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/12/22(日) 19:47:57.96

>>125
無理。
この方法は外部から流入する熱量を制限することで成り立ってるから。
自分自身が熱源では使えない。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/12/22(日) 19:53:09.58

>>126
自己レス。
間違ってるな。
普通にヒートシンクのほうが放射と空気への伝導が期待できる分有効と思われる。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/12/23(月) 11:31:51.55

赤外線は80％透過するから、外部から来る赤外線も透過するだろ

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/12/23(月) 16:44:16.91

ヒートシンクをこのゲルで包んでだな

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/12/23(月) 16:46:44.94

その通風の邪魔をする

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/12/25(水) 07:21:05.23

夜間の放射冷却で日中の赤外線による入熱以上の熱量を逃せるのだろうね。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/12/27(金) 15:41:15.87

寒いダジャレか？

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/12/30(月) 02:06:24.39

屋外に設置したとして、赤外線の輻射が地球外迄到達して地球さんを冷却できる？

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/12/31(火) 09:55:46.06

マックスウェルの悪魔？

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/12/31(火) 15:08:03.16

保温材巻いて中の温度を上げないようにする？
日影作って　ここは日が当たるところより寒い？

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/12/31(火) 21:53:27.20

原発もこれで冷却。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/12/31(火) 23:40:34.67

かなり期待したい。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2019/12/31(火) 23:41:24.18

>>127
ケース外したら放射冷却しますよ。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2020/01/03(金) 05:40:28.02

自分は涼しくなるけど、回りの温度はさらに上昇
ヒートアイランド現象ならぬ、ヒートヒューマン現象のお出ましかｗ

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2020/01/03(金) 12:34:04.19

エアロゲル関係の話は眉唾と理解しておいた方がいい
どうしても断熱効果に話を持って行きたいようだけど発泡スチロールでも効果変わらんから

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2020/01/08(水) 22:16:06.22

>>56
たぶん太陽光が当たってる状態でも冷えるのが特徴

だからただの断熱とは異なる

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2020/01/13(月) 18:16:45.14

たとえばガスを燃焼させた熱エネルギーを使うことでも
冷房ができるのだ、ということは、あまり科学を学ばない
文系人間や一般の民にはあまり知られていないようだな。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2020/01/13(月) 19:05:20.58

>>29
こんなのあるんだ。
山小屋に使えそう。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2020/01/14(火) 10:03:21.49

>>95
それって断熱してるから温度が上がらないだけって事なんだろうか？
13℃程度なら断熱してるだけで直射日光当たってるよりそのくらい温度下がるよな

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2020/01/14(火) 10:59:04.69

>>139
普通のエアコンは消費した電力が全部熱になって最終的に外に出るのに対し、
この方法なら電力から来る熱が０だから、周囲への影響は最小限

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2020/01/14(火) 11:16:12.35

理論的に単純化して考えると、物体が外部とエネルギーをやりとりするチャンネルが３つあると考えればよい
1. 可視光を通じて太陽からエネルギーを受け取る
2. 直接的接触で外気とエネルギーをやりとり
3. 赤外線によってエネルギーを放出

空気がよく澄んでいれば、赤外線はほぼ絶対０度の宇宙まで抜けていく
だから、１，２のチャンネルを遮断して３だけに限定できれば物体は冷えるということ

ただし、これはもちろん単純化のし過ぎで、大気だって赤外線を出すからそれが物体に
入ってくることはあるし、1,2の遮断だって完璧にはできないけどね
でも外気温より下げることは可能

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2020/01/14(火) 11:50:50.63

水飲み鳥乙

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2020/01/14(火) 12:07:51.00

熱力学の第二法則は？

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2020/01/14(火) 12:15:48.80

俺も知ってた、放っとくってやつだね

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2020/02/12(水) 05:40:28.62

もしかして：発泡スチロール