Slunce je cool! Čím víc svítí, tím víc chladí!

Izraelská start-upová společnost SolCold se sídlem v Herzliya vyvinula speciální nátěr, který ochlazuje okolí, je-li vystaven slunečnímu záření. Je to doslova převratný a revoluční vynález - mění sluneční teplo v záření. Čím více Slunce na povrch opatřený nátěrem svítí, tím více ho ochlazuje. Vynález mohou využít nejen budovy, silnice, vozidla atd. na povrchu Země, ale může snad i pomoci řešit dlouholetý problém chlazení předmětů ve vesmíru, či maskovat armádní zařízení, aby bylo neviditelné v infračerveném zobrazování.

Nová technologie nepotřebuje žádnou elektřinu, je založena na reakci, která přeměňuje teplo akumulované do objektu (opatřeného nátěrem) na záření. Záření je pak emitováno procesem zvaným Anti-Stokesova fluorescence, což poskytuje chladicí efekt. Yaron Shenhav, spoluzakladatel SolCold, říká: "Je to jako byste na střechu dali vrstvičku ledu a ta by byla tím silnější, čím víc by na ní Slunce svítilo."

Ochlazování pomocí laseru

Již dříve se zkoušelo ochlazování s pomocí laseru. Laserové světlo může ochlazovat speciálně vyvinuté materiály až na teplotu 150 milikelvinů. Funguje tak, že atomy absorbují fotony a současně spontánně emitují fotony o vyšší energii. Atomy se zpomalují, celková energie se ztrácí, teplota klesá. Budování laserů na střechách domů by bylo nesmyslné, izraelský tým chtěl dosáhnout toho, aby materiály fungovaly i při využití slunečního záření.

Ochlazování pomocí slunečního záření

Nastal ale problém v tom, že sluneční spektrum je mnohem širší, než je tomu u laseru. Výzkumný tým proto vyvinul materiál, který se skládá ze dvou vrstev: vnější vrstva odfiltrovává paprsky určitých vlnových délek, zatímco vnitřní vrstva absorbuje teplo a emituje světlo o vyšších frekvencích a ochlazuje se pod pokojovou teplotu. Materiál prošel laboratorními zkouškami, které prokázaly jeho funkčnost. Experimentální objekt se ochladil o 1,2 °C s použitím pouhého 1 % slunečního záření. Dokud na něj slunce svítilo, materiál se neustále ochlazoval. Matematické simulace ukázaly, že když by střecha nad bytem v posledním poschodí byla opatřena tímto nátěrem, byt by byl o 10 °C chladnější než bez nátěru. V průběhu dalších dvou let vynález čekají pilotní zkoušky již přímo na budovách (v Izraeli a na Kypru). V současnosti je nátěr k dispozici pouze ve světle modré barvě, v plánu je však nabídnout různé odstíny.

Zkoušejí se jiné možnosti

Město Los Angeles se snaží barvit ulice na bílo, aby sluneční záření neabsorbovaly, ale odrážely, a tím nezvyšovaly teplotu. Reaguje tak na rekordní teploty, které v poslední době rok od roku rostou. V Austrálii zase vědci z Technologického institutu v Melbourne vyvinuli nátěr, který ze slunečního světla a vzdušné vlhkosti generuje vodíkové palivo.

Využitelné pro vesmírné lety i pro armádu

Nátěry firmy SolCold nejsou laciné. Eran Zahavy  z Izraelského Institutu pro biologický výzkum uvedl, že pokrýt plochu 100 m² těmito barvami by stálo 300 dolarů. Shenhav a jeho kolektiv se domnívají, že prvními zákazníky využívajícími novou technologii by mohla být nákupní střediska a stadiony. Nový materiál by rovněž mohl pomoci řešit ochlazování objektů ve vesmíru, kde není vzduch, který by odváděl teplo z těchto objektů. Na Mezinárodní kosmické stanici se pro tyto účely používají reflexní látky, které odrážejí sluneční záření, a také tepelné výměníky, které odvádějí přebytečné teplo produkované vnitřními zařízeními. Speciální nátěr od SolCold by podstatně snížil náklady na chlazení. Chlazení speciálním nátěrem by mělo zvláštní výhodu i pro vojenské využití. Chladicí nátěr by totiž fungoval i jako kamufláž proti zobrazení infračervenou kamerou.

Výhody pro životní prostředí

V horkém počasí bývá přetížená elektrická síť, protože všichni zapínají klimatizační zařízení. Například v Izraeli posílá národní energetická společnost každé léto desítky varování a žádostí, aby lidé používali klimatizační jednotky rozvážněji, jinak může nastat blackout. Jenže jak lidi přesvědčíte, když je i v noci 40 ^oC? Účty za elektřinu letí nahoru. Shenhav říká, že sám byl v takové situaci - seděl v rozpáleném Tel Avivu v pokoji se sotva fungující klimatizací, když tu ho napadl onen originální nápad využít sluneční záření ke chlazení. "Představte si, že by střechy všech budov v Tel Avivu byly opatřené nátěrem SolCold. Ušetřilo by to v nejteplejších dnech až 60 % elektřiny a tím i emise CO₂. A u nových budov můžete ušetřit některé klimatizační systémy," říká Shenhav. Další předností je, že nátěr je stoprocentně „zelená technologie“.

Co v zimě, když chlazení netřeba?

Shenhav vysvětluje, že v zimě je Slunce většinou schováno za mraky, takže by se efekt chlazení nedostavil. Nicméně připouští, že vynález je orientován zejména na země v teplém pásmu - jižní Evropa, Střední východ, Oceánie, některé části Číny, Střední a Jižní Amerika.

Ocenění

Firma SolCold byla vybrána v r. 2016 Bílým domem, aby se zúčastnila Globálního podnikatelského summitu na Stanfordské univerzitě a letos se stala finalistou v odborné technologické soutěži Hello Tomorrow v Paříži. Shenhav se nehoní za oceněním, ale má radost, že jejich prezentace vzbudila zájem potenciálních investorů. V počátcích totiž nemohli sehnat investice prostě proto, že lidé jejich nápadu vůbec nerozuměli.

Zdroj: Sandrine Ceurstemont: The paint that uses sun to cool your home. New Scientist, 2017, č. 3147, s. 10