Published April 1, 2024 | Version v1
Publication Open

Radiative cooling film enabled by droplet-like infrared hot spots via low-cost and scalable spray-coating process for tropical regions

Creators

  • 1. Mahidol University
  • 2. National Science and Technology Development Agency
  • 3. Nakhon Pathom Rajabhat University
  • 4. Silpakorn University

Description

Summary

Radiative cooling is a passive cooling process to reduce temperature by emitting infrared radiation in the atmospheric window range of 8–13 μm. In this work, droplets and wrinkles, which can induce Mie scattering and therefore increase emissivity, are generated via low-cost and scalable spray coating to enable economical radiative cooling production (∼$0.05/m2). Tested during the daytime with ∼920 W m−2 and ∼58% relative humidity in Thailand, the double layer consisting of droplets on top of a polydimethylsiloxane flat film can lead to a temperature reduction of 1.22°C and 3.61°C below the baseline temperature (without the coating) under an airflow test box and a closed test box, respectively. Furthermore, cooling stability and applicability on functional substrates such as glass, wood, and roof tiles are investigated. To demonstrate scalability, a commercial spray gun is used as an all-in-one technique for fabrication, achieving a similar temperature reduction and opening doors for commercialization.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

ملخص

التبريد الإشعاعي هو عملية تبريد سلبية لخفض درجة الحرارة عن طريق انبعاث الأشعة تحت الحمراء في نطاق نافذة الغلاف الجوي من 8–13 ميكرومتر. في هذا العمل، يتم توليد القطرات والتجاعيد، التي يمكن أن تحفز تشتت MIE وبالتالي تزيد من الانبعاثات، عن طريق طلاء رذاذ منخفض التكلفة وقابل للتطوير لتمكين إنتاج التبريد الإشعاعي الاقتصادي (0.05 دولار/م2). تم اختبار الطبقة المزدوجة التي تتكون من قطرات فوق طبقة مسطحة من البولي ميثيل سيلوكسان أثناء النهار برطوبة نسبية تبلغ 920 واط/متر مربع و 58 ٪ في تايلاند، ويمكن أن تؤدي إلى انخفاض درجة الحرارة بمقدار 1.22 درجة مئوية و 3.61 درجة مئوية تحت درجة حرارة خط الأساس (بدون الطلاء) تحت صندوق اختبار تدفق الهواء وصندوق اختبار مغلق، على التوالي. علاوة على ذلك، يتم التحقق من ثبات التبريد وقابليته للتطبيق على الركائز الوظيفية مثل الزجاج والخشب وبلاط السقف. لإثبات قابلية التوسع، يتم استخدام مسدس الرش التجاري كتقنية شاملة للتصنيع، وتحقيق انخفاض مماثل في درجة الحرارة وفتح الأبواب للتسويق.

Translated Description (French)

Résumé

Le refroidissement par rayonnement est un processus de refroidissement passif visant à réduire la température en émettant un rayonnement infrarouge dans la plage des fenêtres atmosphériques de 8 à 13 μm. Dans ce travail, des gouttelettes et des rides, qui peuvent induire une diffusion Mie et donc augmenter l'émissivité, sont générées via un revêtement par pulvérisation peu coûteux et évolutif pour permettre une production de refroidissement radiatif économique (∼ 0,05 $ / m2). Testée pendant la journée avec ∼920 W m−2 et ∼58 % d'humidité relative en Thaïlande, la double couche constituée de gouttelettes sur un film plat de polydiméthylsiloxane peut conduire à une réduction de température de 1,22 ° C et 3,61 ° C en dessous de la température de référence (sans le revêtement) sous une boîte de test d'écoulement d'air et une boîte de test fermée, respectivement. En outre, la stabilité au refroidissement et l'applicabilité sur des substrats fonctionnels tels que le verre, le bois et les tuiles sont étudiées. Pour démontrer son évolutivité, un pistolet pulvérisateur commercial est utilisé comme technique tout-en-un de fabrication, permettant une réduction similaire de la température et ouvrant des portes à la commercialisation.

Translated Description (Spanish)

Resumen

El enfriamiento radiactivo es un proceso de enfriamiento pasivo para reducir la temperatura mediante la emisión de radiación infrarroja en el rango de la ventana atmosférica de 8–13 μm. En este trabajo, se generan gotas y arrugas, que pueden inducir la dispersión de Mie y, por lo tanto, aumentar la emisividad, a través de un recubrimiento por pulverización escalable y de bajo costo para permitir una producción económica de enfriamiento radiativo (~$ 0.05/m2). Probada durante el día con ~920 W m−2 y ~58% de humedad relativa en Tailandia, la doble capa que consiste en gotitas en la parte superior de una película plana de polidimetilsiloxano puede conducir a una reducción de temperatura de 1.22 ° C y 3.61 ° C por debajo de la temperatura de referencia (sin el recubrimiento) bajo una caja de prueba de flujo de aire y una caja de prueba cerrada, respectivamente. Además, se investiga la estabilidad y aplicabilidad del enfriamiento en sustratos funcionales como vidrio, madera y tejas. Para demostrar la escalabilidad, se utiliza una pistola de pulverización comercial como una técnica todo en uno para la fabricación, logrando una reducción de temperatura similar y abriendo puertas para la comercialización.

Files

pdf.pdf

Files (16.0 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:6ade4c700a49569a98df31479c1a197a
16.0 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
فيلم تبريد إشعاعي ممكّن بواسطة البقع الساخنة الشبيهة بالقطرات بالأشعة تحت الحمراء عبر عملية طلاء رذاذ منخفضة التكلفة وقابلة للتطوير للمناطق الاستوائية
Translated title (French)
Film de refroidissement radiatif activé par des points chauds infrarouges en forme de gouttelettes via un processus de revêtement par pulvérisation peu coûteux et évolutif pour les régions tropicales
Translated title (Spanish)
Película de enfriamiento radiativo habilitada por puntos calientes infrarrojos similares a gotas a través de un proceso de recubrimiento por pulverización escalable y de bajo coste para regiones tropicales

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4393531517
DOI
10.1016/j.xcrp.2024.101899

Is supplement to
https://openalex.org/W604337090 (Other)
https://openalex.org/W4366609322 (Other)
https://openalex.org/W4300656900 (Other)
https://openalex.org/W3120283571 (Other)
https://openalex.org/W3105892476 (Other)
https://openalex.org/W2968603384 (Other)
https://openalex.org/W2885052643 (Other)
https://openalex.org/W2393452312 (Other)
https://openalex.org/W2380389079 (Other)
https://openalex.org/W1963841424 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W1966837922
  • https://openalex.org/W1999194926
  • https://openalex.org/W2008813429
  • https://openalex.org/W2043681221
  • https://openalex.org/W2071275102
  • https://openalex.org/W2099540110
  • https://openalex.org/W2107707616
  • https://openalex.org/W2129092861
  • https://openalex.org/W2157660844
  • https://openalex.org/W2300882818
  • https://openalex.org/W2509452984
  • https://openalex.org/W2620993523
  • https://openalex.org/W2739023748
  • https://openalex.org/W2742312981
  • https://openalex.org/W2767682930
  • https://openalex.org/W2786999795
  • https://openalex.org/W2789743972
  • https://openalex.org/W2806944130
  • https://openalex.org/W2885715640
  • https://openalex.org/W2900028224
  • https://openalex.org/W2904997611
  • https://openalex.org/W2912135333
  • https://openalex.org/W2918333001
  • https://openalex.org/W2945485796
  • https://openalex.org/W2965443983
  • https://openalex.org/W2972939947
  • https://openalex.org/W2974545260
  • https://openalex.org/W2990886271
  • https://openalex.org/W2995467569
  • https://openalex.org/W3006052893
  • https://openalex.org/W3006442095
  • https://openalex.org/W3011076696
  • https://openalex.org/W3011992391
  • https://openalex.org/W3022201197
  • https://openalex.org/W3033964578
  • https://openalex.org/W3034928383
  • https://openalex.org/W3035759656
  • https://openalex.org/W3040705754
  • https://openalex.org/W3094265996
  • https://openalex.org/W3098688705
  • https://openalex.org/W3112913109
  • https://openalex.org/W3115425178
  • https://openalex.org/W3132026474
  • https://openalex.org/W3134879985
  • https://openalex.org/W3142527085
  • https://openalex.org/W3159273955
  • https://openalex.org/W3161461540
  • https://openalex.org/W3162939749
  • https://openalex.org/W3167044094
  • https://openalex.org/W3174058317
  • https://openalex.org/W3176826056
  • https://openalex.org/W3179166298
  • https://openalex.org/W3185372057
  • https://openalex.org/W3194370990
  • https://openalex.org/W3197513554
  • https://openalex.org/W3201019515
  • https://openalex.org/W3203870382
  • https://openalex.org/W3208438688
  • https://openalex.org/W3211038252
  • https://openalex.org/W4206674213
  • https://openalex.org/W4224998186
  • https://openalex.org/W4229007985
  • https://openalex.org/W4291824923
  • https://openalex.org/W4293469634
  • https://openalex.org/W4308572366
  • https://openalex.org/W4381384713
  • https://openalex.org/W4387451821