Trong bối cảnh thế giới đang "đau đầu" với tình trạng ấm lên toàn cầu, thì công nghệ làm mát không phát thải carbon, không tiêu thụ điện, nhiều khả năng sẽ là một bước tiến đột phá.
Các thiết bị làm mát bằng bức xạ cung cấp khả năng làm mát không cần điện bằng cách tỏa nhiệt mà không bị khí quyển hấp thụ (Ảnh: KAUST).
Đối diện với một mùa hè nắng nóng khủng khiếp xảy ra vào năm 2022, và nhiệt độ cao kỷ lục được quan sát thấy ở nhiều thành phố lớn trong nửa đầu năm 2023, các quốc gia đã dần nhận thấy nhu cầu quan trọng hơn bao giờ hết về các giải pháp làm mát không dùng điện, cũng như giảm thiểu phát thải carbon.
Để giải bài toán này, các nhà nghiên cứu hàng đầu về làm mát bằng bức xạ đến từ Đại học Khoa học & Công nghệ King Abdullah (KAUST), đã đưa ra giải pháp mà theo họ là có thể "cứu" Trái đất, đồng thời đưa chúng ta trở lại quỹ đạo cân bằng.
Theo đó, các thiết bị sẽ được xây dựng dựa trên cơ chế làm mát bằng bức xạ, cung cấp khả năng làm mát không cần điện bằng cách tỏa nhiệt trong phạm vi bước sóng hẹp - còn gọi là "cửa sổ trong suốt" của bầu khí quyển.
Tại "cửa sổ" này, nhiệt lượng không được bầu khí quyển hấp thụ như cách thông thường, mà thay vào đó, sẽ thoát thẳng ra ngoài không gian.
Đây là môi trường nơi các nguyên tử ngừng hoạt động hoàn toàn, tạo ra nhiệt độ cân bằng ở mức 0 độ tuyệt đối. Nó sẽ đóng vai trò như một bộ tản nhiệt khổng lồ và dễ dàng hấp thụ mọi nhiệt lượng tỏa ra.
Mô phỏng phương pháp làm mát bằng bức xạ, nơi nhiệt lượng được đưa ra ngoài vũ trụ để không ảnh hưởng tới bầu khí quyển (Ảnh: Bruker).
Dẫu vậy, phương pháp này vẫn gặp một số thách thức để đạt được khả năng làm mát xuống dưới nhiệt độ môi trường trong điều kiện ánh sáng mặt trời tiếp xúc trực tiếp.
Theo ông Qiaoqiang Gan, chủ nhiệm đề tài nghiên cứu, chúng ta cũng phải đồng thời giảm thiểu hiệu ứng nhiệt của sự hấp thụ năng lượng mặt trời để tối đa hóa sự phát xạ nhiệt trong "cửa sổ khí quyển".
Ngoài ra, do phương pháp làm mát bằng bức xạ sử dụng bầu trời làm bộ tản nhiệt, nên hầu hết các thí nghiệm đều được tiến hành ở môi trường cục bộ ngoài trời.
Điều này sẽ dẫn tới những khó khăn nhất định khi chúng ta không thể kiểm soát các điều kiện thời tiết và thay đổi trong cài đặt đo lường.
Tuy nhiên, phương pháp vẫn hứa hẹn sẽ mang lại những tiềm năng lớn khi được xây dựng một chiến lược tổng thể đủ tốt và triển khai đồng bộ.
"Bằng cách tận dụng khả năng làm mát bằng bức xạ, chúng ta có thể tạo ra lượng khí thải carbon bằng 0, hoặc thậm chí âm", ông Qiaoqiang Gan khẳng định.
Được biết, phương pháp trên đã được đưa vào kế hoạch chiến lược quốc gia của Ả Rập Saudi về Tầm nhìn 2030, và có thể tiên phong giải quyết nhu cầu làm mát cục bộ tại quốc gia này.