Les chercheurs de l’IIT Guwahati créent des alternatives pour le courant alternatif qui fonctionne sans électricité

Les chercheurs de Guwahati de l’Institut indien de technologie (IIT) ont conçu une alternative au courant alternatif (climatisation) qui, selon l’IIT, est non seulement abordable et efficace, mais fonctionne également sans électricité.

L’innovation appelée matériau de revêtement « Radiative Cooler » peut être appliquée sur les toits et fonctionne de jour comme de nuit pour fournir une alternative aux climatiseurs conventionnels.

Les systèmes de refroidissement radiatif passif fonctionnent en émettant la chaleur absorbée par l’environnement sous la forme de rayonnements infrarouges qui peuvent traverser l’atmosphère avant d’être déversés dans l’espace froid, explique l’IIT.

La plupart des refroidisseurs radiatifs passifs ne fonctionnent que la nuit. Pour un fonctionnement diurne, ces refroidisseurs doivent également refléter l’intégralité du rayonnement solaire. Jusqu’à présent, ces systèmes de refroidissement ne sont pas en mesure de fournir un refroidissement suffisant pendant la journée. Les chercheurs de l’IIT Guwahati ont entrepris de résoudre ces problèmes et de proposer un système de refroidissement radiatif abordable et plus efficace qui peut fonctionner 24 heures sur 24.

La conception théorique du système de refroidissement radiatif a été testée et vérifiée par des simulations informatiques rigoureuses. Cette conception sans motif de refroidisseur radiatif est compatible avec une grande surface et, par conséquent, également moins sujette aux imperfections pendant le processus de fabrication, a déclaré l’IIT. Par conséquent, on s’attend à ce que la puissance de refroidissement à obtenir après la construction du refroidisseur corresponde étroitement aux calculs. Grâce à cette innovation, les fabricants de refroidisseurs peuvent désormais explorer le refroidissement radiatif pour créer des systèmes de refroidissement sans électricité. “L’équipe espère que cela arrivera sur le marché une fois que les prototypes à grande échelle seront développés et testés pour la stabilité opérationnelle et la durabilité dans différentes conditions climatiques. Ils y travaillent maintenant », a déclaré l’IIT dans un communiqué officiel.

Ashish Kumar Chowdhary, chercheur à l’IIT Guwahati sous la supervision du professeur Debabrata Sikdar, professeur adjoint, Département d’électronique et de génie électrique, IIT Guwahati, avec son équipe de recherche a conçu et modélisé un tel refroidisseur radiatif passif.

Leur innovation a récemment été couverte dans le Current Science Report, initialement publié dans le Journal of Physics D: Applied Physics par IOP Publishing, Royaume-Uni.

Soulignant les aspects uniques de cette innovation, le professeur Debabrata Sikdar, professeur adjoint, Département d’électronique et de génie électrique, IIT Guwahati, a déclaré : « La conception d’un refroidisseur radiatif passif pour un fonctionnement diurne est plus difficile en raison de l’exigence simultanée d’une réflectance élevée dans le régime spectral solaire complet (longueurs d’onde de 0,3 à 2,5 µm) et émissivité élevée dans la fenêtre de transmission atmosphérique (longueurs d’onde de 8 à 13 µm).

En outre, le professeur Debabrata Sikdar a déclaré : « Ces refroidisseurs radiatifs ne nécessitant aucune source d’énergie externe pour leur fonctionnement pourraient être l’une des meilleures alternatives pour remplacer les systèmes de climatisation conventionnels utilisés pour refroidir les bâtiments et les automobiles dans les pays connaissant un temps chaud, comme l’Inde. Contrairement aux technologies de refroidissement traditionnelles qui rejettent la chaleur perdue dans l’environnement, le refroidissement radiatif est un processus unique qui refroidit un objet sur la terre en envoyant une chaleur excessive directement dans l’univers extrêmement froid.

Expliquant la technologie pour surmonter les limites des refroidisseurs radiatifs conventionnels, M. Ashish Kumar Chowdhary a déclaré : « Pour qu’un refroidisseur radiatif fonctionne pendant la journée, le matériau doit refléter les radiations solaires et atmosphériques qui lui tombent dessus. Étant donné que les matériaux utilisés dans les refroidisseurs conventionnels absorbent plus de rayonnement solaire et émettent moins pendant la journée, ils ne fonctionnent pas pendant la journée. Alors que le refroidissement diurne peut être obtenu à l’aide de refroidisseurs radiatifs passifs à base de polymères, l’oxydation dégrade les polymères, ce qui limite leur durée de vie.

Pour résoudre ce problème, les innovateurs ont envisagé d’utiliser des couches minces de dioxyde de silicium et de nitrure d’aluminium. Ces matériaux ont une faible densité optique correspondant à la gamme de longueurs d’onde des rayonnements solaires et atmosphériques. Mais aux longueurs d’onde de transmission atmosphérique, ils ont une densité optique élevée. Lorsque la densité optique est élevée, les rayonnements voyagent plus lentement à travers un milieu et sont plus absorbés. Pour rester à l’équilibre thermique, le matériau émet tous les rayonnements absorbés comme un corps noir.

« Au lieu d’une seule couche, l’équipe a mis en cascade des couches minces de dioxyde de silicium et de nitrure d’aluminium sur une couche d’argent, utilisée comme métal de masse, placée sur un substrat de silicium. Le refroidisseur qu’ils ont conçu a atteint une réflectance d’environ 97 % pour les rayonnements solaires et atmosphériques et une émissivité de 80 % pour les rayonnements dans les longueurs d’onde de transmission atmosphérique. La puissance de refroidissement nette est estimée à 115 Wm-2, ce qui pourrait réduire la température ambiante jusqu’à 15 degrés en dessous de la température extérieure », a déclaré l’IIT dans un communiqué.

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