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用于隔热和蒸发冷却的分级多孔陶瓷的 3D 打印
仅加热和冷却就占总能源使用量的一半。由于其中 66% 的能源来自化石燃料 [2]，因此，高效隔热和冷却材料对于降低人为 CO 2 排放至关重要。除了提供所需的热性能外，此类材料还应安全、可回收，并在制造和运行过程中消耗最少的能量。最先进的绝缘材料还不能满足这些要求。聚合物基绝缘体（例如发泡/挤塑聚苯乙烯和聚氨酯泡沫）的热导率相对较低，但耐火性和报废可回收性有限。尽管无机绝缘体具有固有的耐火性，但玻璃棉和矿棉在制造过程中涉及高能量过程，并且表现出被认为对人体健康有害的纤维形态。气凝胶是一种有吸引力的高性能绝缘无机材料，但其高成本迄今为止限制了其在小众应用中的使用。现有绝缘材料的优点和缺点为开发新技术提供了机会。多孔陶瓷因其成本低、耐火、可回收和导热系数相对较低等优点，最近作为替代隔热材料受到了越来越多的关注。[3–7] 除了隔热之外，多孔陶瓷还被用于通过实现建筑元素的被动冷却来改善建筑物的热管理。[8] 被动冷却依赖于渗入陶瓷孔隙中的水的蒸发，在蒸汽压缩技术出现之前，这种机制长期用于降低食物和水的温度。由于孔隙是隔热和蒸发冷却所需的关键结构特征，因此制造具有可控孔隙率的陶瓷对于开发用于建筑热管理的节能技术具有巨大潜力。在本研究中，我们使用湿泡沫模板 3D 打印分层多孔陶瓷，并研究其用于建筑元素热管理的隔热和蒸发冷却性能。分层多孔结构设计为包含大量大孔，可降低材料的导热性，同时还显示实现毛细管驱动被动冷却所需的微米级孔隙。利用粘土作为可回收、廉价且广泛可用的材料资源，我们首先开发了湿泡沫
降低了延长的期限LED的表面重组，朝向电致发冷却的Krabben，L.M。van der； Gruginskie，n。埃尔登（Eerden），马顿·范（Maarten Van）；
摘要：iii-v半导体发光二极管（LED）是证明电致发冷却的有前途的候选人。但是，异常高的内部量子效率设计对于实现这一目标至关重要。可以防止基于GAAS的设备中统一内部量子效率的重要损失机制是周长侧壁的非辐射表面重组。为了解决此问题，提出了非常规的LED设计，其中从中央电流注入区到设备周边的距离延长了，同时保持恒定的前触点网格大小。这种方法有效地将周长移动到电流密度10 1-10 2 A/cm 2的电流密度以外的横向扩散。在P - I-N GAAS/INGAP双重杂结LED中，用不同尺寸和周长扩展制造的LED，通过将外周向接触距离从250μm扩展到250μm的前触点尺寸，可实现19％的外部量子效率。利用内部开发的光子动力学模型，估计内部量子效率的相对相对增加为5％。这些结果归因于由于较低的周边面积（p/a）比，周长重组的重组显着降低。但是，与通过增加LED的前触点网格大小来降低P/A比相反，目前的方法可以改进这些改进，而不会影响前触点网格下显微镜活性LED所需的最大电流密度。这些发现有助于在LED中进行电致发冷却的进步，并可能在其他专用的半导体设备中有用，在这些专用的半导体设备中，在外围重组是限制的。关键字：电致发冷却（ELC），微型LED（发光二极管），III-V半导体，电流扩散，周边重组，表面钝化
太阳蒸发冷却系统的开发
全球变暖提出了重大挑战，这是由二氧化碳（CO₂），氮氧化物（NOX），硫氧化物（SOX）和其他污染物的上升引起的。随着全球温度的升高，找到可持续的冷却解决方案变得至关重要。太阳能蒸发冷却系统提供了有希望的替代方案。与传统的基于蒸气压缩制冷的空调（VCRC）相比，这些系统利用可再生太阳能，降低对化石燃料的依赖性，并且消耗的电量明显较小。通过利用太阳能和水蒸发，它们留下了较小的碳足迹。与循环室内空气的空调不同，蒸发冷却器吸引了新鲜的室外空气。他们的简单设计使太阳能蒸发冷却器相对易于构造和维护。虽然太阳能蒸发冷却具有许多好处，但需要解决诸如湿度控制，冷却效率，维护和地理位置的挑战。尽管存在这些障碍，太阳能蒸发冷却为室内舒适性提供了可持续且环保的解决方案。通过克服这些挑战并利用太阳能，可以开发出有益于人和环境的有效冷却系统。研究工作涉及设计和构建太阳能蒸发冷却系统的内部和外部单位，然后进行性能测试。重点将包括选择有效的冷却垫或介质，设计有效的太阳能收集器，优化气流模式并确保有效的水分分布。此外，该研究将考虑到各种环境和操作因素，探索提高系统总体效率和有效性的方法。通过解决这些方面，该研究旨在开发一种可靠的太阳能蒸发冷却系统，该系统可广泛用于可持续的室内冷却。
蒸发冷却器用水
亚利桑那州人传统上认为蒸发冷却是夏季保持凉爽的好方法。在家用空调出现之前，它是唯一可以让室内在炎热、干燥的沙漠夏季保持宜居的机械手段。除了夏季“季风”季节的几周外，蒸发冷却器运行良好，因为夏季“季风”季节湿度会升高，从而降低冷却器效率。这些冷却系统在能源使用方面很经济。在过去二十年的能源危机中，蒸发冷却器的使用被推广为控制家庭水电费的一种手段。然而，很少有人考虑冷却器水的消耗。随着亚利桑那州人口的快速增长、气温升高以及水源有限，蒸发冷却器的用水量不能再被忽视。以节约用水作为《地下水管理法》的基石，亚利桑那大学干旱土地研究办公室的研究人员在 20 世纪 80 年代中期开发了“W 指数”或住宅用水效率指数。该指数被提议作为一种评估住宅节水情况的手段和一种激励节水实践的管理工具。1 研究人员指出，对于家庭制冷，没有蒸发冷却器的指数评级最高，替代方法是空调，虽然耗能更多，但几乎不消耗现场水。2 这一建议与公用事业公司、工业和教育机构支持的所有节能做法背道而驰，导致消费者产生混淆和混乱的信息。在亚利桑那州除少数城镇外，所有城镇都有必要在夏季使用某种室内降温方式。消费者已经了解到，空调为家庭降温所消耗的电量是蒸发冷却的三到五倍。他们知道他们的水电费在未来几年上涨了多少。