Radiative cooling by sand

Pasif radyatif soğutma, iklim krizlerinin olumsuz etkilerini azaltmaya ve binalardaki enerji tüketimini düşürmeye yardımcı olması muhtemel yeni teknolojilerden biridir. Radyatif soğutma prensibi, ısının bir binanın yüzeyinden uzaya yayılmasını ve böylece klima sistemlerine olan bağımlılığın azaltılmasını içerir. Pasif radyatif soğutmanın temellerini anlamak, binalar ve endüstriyel uygulamalarla ilgili termal yönetim için önemlidir. Binalarda radyatif soğutma prensibi, sistem üzerinde minimum ısı yükü elde etmek için çevreden gelen ısının seçici olarak yansıtılmasını ve bir yüzeyden çevreye seçici olarak enerji yayılmasını içerir. Binalar söz konusu olduğunda, çatılara gelen güneş radyasyonu yansıtılabilir veya absorbe edilebilir. Absorbe edilen ısı ya konveksiyon yoluyla çevredeki havaya aktarılır ya da gökyüzüne geri yayılır. Bir yüzeyin radyatif olarak soğutulması isteniyorsa, tezde ayrıntılı olarak tartışıldığı gibi, görünür dalga boyu aralığında güneş enerjisini büyük ölçüde yansıtması ve atmosferik pencere aralığında (8-13 µm dalga boyu aralığı) en yüksek radyasyon emisyonuna sahip olması gerekir. Bu teknik, yaz aylarında sıcak iklimlerde klima kullanımını azaltmaya yardımcı olacağından sera gazı emisyonlarının azaltılmasına önemli ölçüde yardımcı olabilir. Son zamanlarda, pasif radyatif soğutma uygulamaları için nanopartiküllerin ve farklı yapıların kullanımı düşünülmektedir. Bu çalışmada, kum partiküllerinin radyatif soğutma özelliklerini deneysel olarak araştırıyor ve performanslarını silikon dioksit, titanyum dioksit ve çinko oksit gibi diğer malzemelerle karşılaştırıyoruz. Taramalı elektron mikroskobu (SEM), kum parçacıklarının ve çalışmada karşılaştırma için kullanılan diğer malzemelerin yüzey morfolojisini analiz etmek için kullanılmıştır. Örneklerin absorbans ve geçirgenlik yüzdesini ölçmek için Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR) deneyleri yapılmıştır. Ayrıca, FT-IR ölçümlerinden soğurma katsayısı hesaplanmıştır. Kum numunelerinin soğurma katsayısı, atmosferik pencere aralığında tüm pelet numuneleri için yaklaşık 0.4⨯10^4 yaklaşık 0.8⨯10^4 arasında olan yüksek bir oran (1/m birimlerinde) göstermiştir. Ayrıca, kum numunesi ve ZnO'nun soğurma profillerinin davranışı, özellikle atmosferik pencere aralığında, oranlarında çok benzerdi. Ayrıca, emisyonun tüm kum pelet örnekleri için 6.78 µm, 9.24 µm, 11.69 µm ve 14.05 µm 'de en yüksek pikleri gösterdiği gözlemlenmiştir. Dolayısıyla, bu çalışmada deneysel olarak incelenen kum numunelerinin özellikleri, bollukları ve daha iyi performansa sahip termal özellikleri nedeniyle radyatif soğutma için kullanılabileceklerini göstermektedir.