ثلاجة تستغني عن الكهرباء بأشعة الشمس

تم اختبارها في صحراء تشيلي

نظام التبريد الجديد خضع لاختبار حقيقي

تستهلك أجهزة التبريد والتكييف نحو 17 في المائة من الطاقة الكهربائية التي يتم إنتاجها في العالم، لكن فريقا بحثيا مشتركا من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بأميركا والجامعة البابوية الكاثوليكية في تشيلي، تمكن من إنتاج نظام تبريد يعمل بدون كهرباء، ويستطيع هذا النظام الذي يمكن وضعه تحت أشعة الشمس الحارقة في يوم صيف حار تبريد الأشياء المحفوظة داخله.
ولا يحتوي هذا النظام على أي أجزاء متحركة، ولكنه يعمل من خلال عملية تسمى بـ«التبريد الإشعاعي»، حيث يتم خلالها حجب أشعة الشمس الواردة إليه حتى لا تقوم بتسخينه، وفي الوقت نفسه يشع ضوء الأشعة تحت الحمراء، الذي هو الأساس في الحرارة، ليمر مباشرة إلى الفضاء، ويؤدي ذلك لتبريد الجهاز بدرجة كبيرة أقل من درجة حرارة الهواء المحيط.
وتصف الدراسة المنشورة أول من أمس في دورية «Science dvances» آلية تشغيل هذا النظام البسيط وغير المكلف، والتي تعتمد على نوع خاص من العزل، مصنوع من رغوة البولي إيثيلين التي تسمى «الأيروجيل»، وهذه المادة خفيفة الوزن، وتشبه إلى حد ما حلوى «المارشميلو»، ووظيفتها أنها تمنع وتعكس أشعة الشمس المرئية حتى لا تخترقها، لكنها في المقابل شفافة للغاية للأشعة تحت الحمراء التي تحمل الحرارة، مما يسمح لها بالمرور بحرية إلى الخارج.
ويعتمد هذا النظام الجديد للتبريد على مفهوم استخدمه باحثون آخرون قبل عام، حيث استخدموا أيضا آلية «التبريد الإشعاعي» المستخدمة في هذا النظام، ولكن الفارق في المادة المستخدمة في العزل.
ويقول أرني ليروي، الباحث الرئيسي بالدراسة في تقرير نشره الموقع الإلكتروني لمعهد ماساتشوستس بالتزامن مع نشر الدراسة: «الباحثون الآخرون استخدموا شريطا ضيقا من المعدن، لتظليل الجهاز من أشعة الشمس المباشرة لمنعه من التسخين، وكان هذا النظام يعمل، لكنه وفر أقل من نصف كمية طاقة التبريد التي يحققها النظام الجديد بسبب طبقة «الأيروجيل» العازلة عالية الكفاءة».
ويوضح أن مثل هذا النظام الجديد يمكن أن يستخدم، على سبيل المثال، في إنتاج ثلاجات لمنع تلف الخضراوات والفواكه، مما قد يضاعف من الوقت الذي يمكن أن يظل فيه المنتج طازجا في الأماكن النائية حيث لا تتوفر طاقة موثوقة للتبريد.
وخضع هذا النظام لاختبار حقيقي في صحراء أتاكاما بتشيلي، والتي تعد أجزاؤها الأكثر جفافاً على الأرض، وهي على خط الاستواء مباشرة، ولا تحصل على أي هطول للأمطار وتتلقى أشعة الشمس الحارقة التي يمكن أن تضع الجهاز في اختبار حقيقي.
ويقول ليروي: «حقق الجهاز تبريدا بقدرة 13 درجة مئوية تحت أشعة الشمس الكاملة في فترة الظهيرة، وعند إجراء اختبارات مماثلة في حرم معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا حقق تبريدا أقل بقليل من 10 درجات».