TED2018
Aaswath Raman: How we can turn the cold of outer space into a renewable resource
Aaswath Raman: De koude van het heelal gebruiken als hernieuwbare energiebron
Filmed:
Readability: 4.6
1,834,735 views
Wat als we de koude duisternis van de ruimte konden gebruiken om gebouwen op aarde te koelen? In deze verbluffende lezing beschrijft natuurkundige Aaswath Raman de technologie die hij ontwikkelt om 'nachtelijke hemelkoeling' te benutten -- een natuurlijk fenomeen waarbij infraroodlicht aan de aarde ontsnapt en naar de ruimte gaat, daarbij warmte meevoert -- wat de hoeveelheid energie die wordt gebruikt door onze koelsystemen dramatisch kan verminderen. Leer hoe deze benadering ons zou kunnen leiden naar een toekomst waarin we op intelligente wijze gebruik maken van de energie van het universum.
Aaswath Raman - Applied physicist, engineer
Aaswath Raman is a scientist passionate about harnessing new sources of energy, mitigating climate change and more intelligently understanding the world around us -- by better manipulating light and heat using nanoscale materials. Full bio
Aaswath Raman is a scientist passionate about harnessing new sources of energy, mitigating climate change and more intelligently understanding the world around us -- by better manipulating light and heat using nanoscale materials. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:13
Every summer when I was growing up,
0
1571
2015
Toen ik opgroeide, vloog ik elke zomer
00:15
I would fly from my home in Canada
to visit my grandparents,
to visit my grandparents,
1
3610
3382
van mijn thuis in Canada
naar mijn grootouders
naar mijn grootouders
00:19
who lived in Mumbai, India.
2
7016
1800
in Mumbai, India.
00:21
Now, Canadian summers
are pretty mild at best --
are pretty mild at best --
3
9157
3134
Nu zijn Canadese zomers
in het beste geval vrij mild --
in het beste geval vrij mild --
00:24
about 22 degrees Celsius
or 72 degrees Fahrenheit
or 72 degrees Fahrenheit
4
12315
3707
ongeveer 22°C of 72°F
00:28
is a typical summer's day,
and not too hot.
and not too hot.
5
16046
2620
is een typische zomerdag –-
en niet te warm.
en niet te warm.
00:31
Mumbai, on the other hand,
is a hot and humid place
is a hot and humid place
6
19276
3039
Mumbai is daarentegen
een warme en vochtige plaats
een warme en vochtige plaats
00:34
well into the 30s Celsius
or 90s Fahrenheit.
or 90s Fahrenheit.
7
22339
3218
met temperaturen boven de 30°C of 90°F.
00:38
As soon as I'd reach it, I'd ask,
8
26364
1586
Zodra ik aankwam, vroeg ik:
00:39
"How could anyone live, work
or sleep in such weather?"
or sleep in such weather?"
9
27974
4410
"Hoe kan iemand wonen, werken
of slapen in een dergelijke weer?"
of slapen in een dergelijke weer?"
00:45
To make things worse, my grandparents
didn't have an air conditioner.
didn't have an air conditioner.
10
33539
3646
En dan hadden mijn grootouders
niet eens een airconditioner.
niet eens een airconditioner.
00:49
And while I tried my very, very best,
11
37768
2825
Hoe ik ook mijn best deed,
ik kon hen nooit overtuigen
om er een aan te schaffen.
om er een aan te schaffen.
00:52
I was never able
to persuade them to get one.
to persuade them to get one.
12
40617
2754
00:56
But this is changing, and fast.
13
44220
3095
Maar dit is aan het veranderen, en snel.
00:59
Cooling systems today
collectively account for 17 percent
collectively account for 17 percent
14
47914
4341
Koelsystemen verbruiken
vandaag gezamenlijk
vandaag gezamenlijk
01:04
of the electricity we use worldwide.
15
52279
2373
wereldwijd 17% van alle elektriciteit.
01:06
This includes everything
from the air conditioners
from the air conditioners
16
54676
2394
Dit omvat alles: van de airconditioners
01:09
I so desperately wanted
during my summer vacations,
during my summer vacations,
17
57094
2777
die ik zo graag wilde
tijdens mijn zomervakanties,
tijdens mijn zomervakanties,
01:11
to the refrigeration systems
that keep our food safe and cold for us
that keep our food safe and cold for us
18
59895
3610
tot de koelsystemen om ons voedsel
veilig en koud te houden
veilig en koud te houden
01:15
in our supermarkets,
19
63529
1231
in onze supermarkten
01:16
to the industrial scale systems
that keep our data centers operational.
that keep our data centers operational.
20
64784
4252
en de grootschalige systemen die
onze datacenters aan de gang houden.
onze datacenters aan de gang houden.
01:21
Collectively, these systems
account for eight percent
account for eight percent
21
69624
3485
Samen zijn deze systemen goed voor 8%
01:25
of global greenhouse gas emissions.
22
73133
2250
van de wereldwijde uitstoot
van broeikasgassen.
van broeikasgassen.
01:27
But what keeps me up at night
23
75823
1611
Waar ik niet van slaap, is dat tegen 2050
01:29
is that our energy use for cooling
might grow sixfold by the year 2050,
might grow sixfold by the year 2050,
24
77458
4921
ons energieverbruik voor koeling
zes maal groter zou kunnen worden,
zes maal groter zou kunnen worden,
01:34
primarily driven by increasing usage
in Asian and African countries.
in Asian and African countries.
25
82403
4281
voornamelijk door een intensiever gebruik
in Aziatische en Afrikaanse landen.
in Aziatische en Afrikaanse landen.
01:39
I've seen this firsthand.
26
87284
1698
Ik heb dit met eigen ogen gezien.
01:41
Nearly every apartment
in and around my grandmother's place
in and around my grandmother's place
27
89006
3158
Bijna elk appartement
in de buurt van mijn oma
in de buurt van mijn oma
01:44
now has an air conditioner.
28
92188
2024
heeft nu een airconditioner.
01:46
And that is, emphatically, a good thing
29
94236
3047
En dat is vooral een goede zaak
01:49
for the health, well-being
and productivity
and productivity
30
97307
2699
voor gezondheid, welzijn en productiviteit
01:52
of people living in warmer climates.
31
100030
2645
van mensen die in warmere klimaten wonen.
01:55
However, one of the most
alarming things about climate change
alarming things about climate change
32
103831
3943
Een van de meest verontrustende dingen
over de klimaatwijziging is echter
over de klimaatwijziging is echter
01:59
is that the warmer our planet gets,
33
107798
2595
dat naarmate onze planeet warmer wordt,
02:02
the more we're going to need
cooling systems --
cooling systems --
34
110417
2312
we meer koelsystemen
gaan nodig hebben --
gaan nodig hebben --
02:04
systems that are themselves large
emitters of greenhouse gas emissions.
emitters of greenhouse gas emissions.
35
112753
3759
systemen die zelf grote
uitstoters van broeikasgassen zijn.
uitstoters van broeikasgassen zijn.
02:09
This then has the potential
to cause a feedback loop,
to cause a feedback loop,
36
117236
3333
Dat kan een terugkoppeling veroorzaken
waardoor koelsystemen alleen al
02:12
where cooling systems alone
37
120593
1458
02:14
could become one of our biggest sources
of greenhouse gases
of greenhouse gases
38
122075
2987
een van onze grootste bronnen
van broeikasgassen kunnen worden
van broeikasgassen kunnen worden
02:17
later this century.
39
125086
1342
later deze eeuw.
02:18
In the worst case,
40
126735
1178
In het ergste geval hebben we
02:19
we might need more than 10 trillion
kilowatt-hours of electricity every year,
kilowatt-hours of electricity every year,
41
127937
3620
wellicht jaarlijks meer dan 10 biljoen
kilowattuur elektriciteit nodig.
kilowattuur elektriciteit nodig.
02:23
just for cooling, by the year 2100.
42
131581
2688
Alleen voor koeling, tegen het jaar 2100.
02:26
That's half our electricity supply today.
43
134846
2865
Dat is de helft van onze
elektriciteitsvoorziening vandaag.
elektriciteitsvoorziening vandaag.
02:30
Just for cooling.
44
138198
1150
Alleen voor koeling.
02:32
But this also point us
to an amazing opportunity.
to an amazing opportunity.
45
140862
3915
Maar dit wijst ook op een geweldige kans.
02:37
A 10 or 20 percent improvement
in the efficiency of every cooling system
in the efficiency of every cooling system
46
145444
4569
Een 10 of 20% verbetering van
de efficiëntie van elk koelsysteem
de efficiëntie van elk koelsysteem
02:42
could actually have an enormous impact
on our greenhouse gas emissions,
on our greenhouse gas emissions,
47
150037
3484
kan een enorme impact hebben
op onze uitstoot van broeikasgassen,
op onze uitstoot van broeikasgassen,
02:45
both today and later this century.
48
153545
2465
zowel vandaag als later deze eeuw.
02:50
And it could help us avert
that worst-case feedback loop.
that worst-case feedback loop.
49
158080
3549
We zouden die terugkoppelingslus
van het ergste geval kunnen vermijden.
van het ergste geval kunnen vermijden.
02:54
I'm a scientist who thinks a lot
about light and heat.
about light and heat.
50
162928
3680
Als wetenschapper denk ik veel na
over licht en warmte.
over licht en warmte.
02:58
In particular, how new materials
allow us to alter the flow
allow us to alter the flow
51
166632
3596
Vooral over hoe we
met nieuwe materialen
met nieuwe materialen
de stroom van deze basiselementen
van de natuur kunnen wijzigen
van de natuur kunnen wijzigen
03:02
of these basic elements of nature
52
170252
2016
03:04
in ways we might have
once thought impossible.
once thought impossible.
53
172292
2642
op manieren die we misschien
ooit onmogelijk achtten.
ooit onmogelijk achtten.
Ofschoon de waarde van koeling
me al duidelijk was
me al duidelijk was
03:07
So, while I always understood
the value of cooling
the value of cooling
54
175315
2413
03:09
during my summer vacations,
55
177752
1944
sinds mijn zomervakanties,
begon ik me met dit probleem
bezig te houden
bezig te houden
03:11
I actually wound up
working on this problem
working on this problem
56
179720
2263
03:14
because of an intellectual puzzle
that I came across about six years ago.
that I came across about six years ago.
57
182007
4006
vanwege een intellectueel raadsel waar
ik ongeveer zes jaar geleden op stuitte.
ik ongeveer zes jaar geleden op stuitte.
03:19
How were ancient peoples
able to make ice in desert climates?
able to make ice in desert climates?
58
187149
5617
Hoe konden oude volkeren ijs
maken in een woestijnklimaat?
maken in een woestijnklimaat?
03:25
This is a picture of an ice house,
59
193894
2936
Dit is een foto van een ijshuis,
03:28
also called a Yakhchal,
located in the southwest of Iran.
located in the southwest of Iran.
60
196854
3627
of een ‘yakhchal’,
in het zuidwesten van Iran.
in het zuidwesten van Iran.
03:33
There are ruins of dozens
of such structures throughout Iran,
of such structures throughout Iran,
61
201006
3754
Er zijn tientallen ruïnes
van dergelijke structuren in heel Iran,
van dergelijke structuren in heel Iran,
03:36
with evidence of similar such buildings
throughout the rest of the Middle East
throughout the rest of the Middle East
62
204784
3690
met sporen van soortgelijke bouwwerken
in de rest van het Midden-Oosten,
in de rest van het Midden-Oosten,
03:40
and all the way to China.
63
208498
1214
helemaal tot in China.
03:42
The people who operated
this ice house many centuries ago,
this ice house many centuries ago,
64
210228
3190
De mensen die vele eeuwen geleden
dit ijshuis in gebruik hadden,
dit ijshuis in gebruik hadden,
03:45
would pour water
in the pool you see on the left
in the pool you see on the left
65
213442
2484
goten water in het bekken
-- dat je daar links ziet --
-- dat je daar links ziet --
03:47
in the early evening hours,
as the sun set.
as the sun set.
66
215950
3072
in de vroege avonduren
bij zonsondergang.
bij zonsondergang.
03:51
And then something amazing happened.
67
219046
1809
En dan gebeurde er iets verbazends.
03:53
Even though the air temperature
might be above freezing,
might be above freezing,
68
221442
2762
Hoewel de temperatuur van de lucht
boven het vriespunt kon zijn,
boven het vriespunt kon zijn,
03:56
say five degrees Celsius
or 41 degrees Fahrenheit,
or 41 degrees Fahrenheit,
69
224228
3698
misschien wel 5°C of 41°F,
03:59
the water would freeze.
70
227950
1534
bevroor het water toch.
04:02
The ice generated would then be collected
in the early morning hours
in the early morning hours
71
230724
4135
Het gevormde ijs werd dan verzameld
in de vroege ochtenduren
in de vroege ochtenduren
04:06
and stored for use in the building
you see on the right,
you see on the right,
72
234883
2635
en voor gebruik opgeslagen
in het gebouw daar rechts,
in het gebouw daar rechts,
04:09
all the way through the summer months.
73
237542
1936
de hele zomer lang.
04:12
You've actually likely seen
something very similar at play
something very similar at play
74
240133
2719
Je hebt eigenlijk waarschijnlijk
al iets vergelijkbaars gezien
al iets vergelijkbaars gezien
04:14
if you've ever noticed frost form
on the ground on a clear night,
on the ground on a clear night,
75
242876
3452
bij rijmvorming na een heldere nacht,
zelfs bij een luchttemperatuur
boven het vriespunt.
boven het vriespunt.
04:18
even when the air temperature
is well above freezing.
is well above freezing.
76
246352
2745
04:21
But wait.
77
249121
1160
Maar wacht.
04:22
How did the water freeze
if the air temperature is above freezing?
if the air temperature is above freezing?
78
250305
3731
Hoe kan water bevriezen
boven het vriespunt?
boven het vriespunt?
04:26
Evaporation could have played an effect,
79
254487
1926
Verdamping kan een rol spelen,
04:28
but that's not enough to actually
cause the water to become ice.
cause the water to become ice.
80
256437
3315
maar dat is niet genoeg om water
tot ijs te laten bevriezen.
tot ijs te laten bevriezen.
04:32
Something else must have cooled it down.
81
260064
2086
Iets anders moet het hebben afgekoeld.
04:34
Think about a pie
cooling on a window sill.
cooling on a window sill.
82
262761
2548
Denk aan een taart
die afkoelt op een vensterbank.
die afkoelt op een vensterbank.
04:37
For it to be able to cool down,
its heat needs to flow somewhere cooler.
its heat needs to flow somewhere cooler.
83
265619
3611
Om af te koelen, moet haar warmte
naar een koelere plaats kunnen stromen.
naar een koelere plaats kunnen stromen.
04:41
Namely, the air that surrounds it.
84
269254
1904
In dit geval naar de omringende lucht.
04:44
As implausible as it may sound,
85
272180
2310
Hoe ongeloofwaardig het ook mag klinken,
04:46
for that pool of water, its heat
is actually flowing to the cold of space.
is actually flowing to the cold of space.
86
274514
5376
voor dat bekken met water gaat die warmte
in feite naar de koude van de ruimte.
in feite naar de koude van de ruimte.
04:54
How is this possible?
87
282085
1722
Hoe kan dat?
04:56
Well, that pool of water,
like most natural materials,
like most natural materials,
88
284434
3572
Dat bekken water stuurt, zoals
de meeste natuurlijke materialen,
de meeste natuurlijke materialen,
05:00
sends out its heat as light.
89
288030
2150
zijn warmte uit als licht.
05:02
This is a concept
known as thermal radiation.
known as thermal radiation.
90
290506
2817
Dat heet thermische straling.
05:05
In fact, we're all sending out our heat
as infrared light right now,
as infrared light right now,
91
293792
4468
In feite stralen we allemaal onze warmte
uit als infrarood licht,
uit als infrarood licht,
05:10
to each other and our surroundings.
92
298284
1928
naar elkaar en naar onze omgeving.
05:12
We can actually visualize this
with thermal cameras
with thermal cameras
93
300608
2469
We kunnen dit met thermische
camera's visualiseren.
camera's visualiseren.
05:15
and the images they produce,
like the ones I'm showing you right now.
like the ones I'm showing you right now.
94
303101
3246
Ze produceren beelden
zoals ik jullie nu toon.
zoals ik jullie nu toon.
Die plas water straalt
zijn warmte de atmosfeer in.
zijn warmte de atmosfeer in.
05:18
So that pool of water
is sending out its heat
is sending out its heat
95
306744
2262
05:21
upward towards the atmosphere.
96
309030
1682
05:23
The atmosphere and the molecules in it
97
311379
2095
De atmosfeer en de moleculen erin
absorberen een deel van die warmte
en sturen die terug.
en sturen die terug.
05:25
absorb some of that heat and send it back.
98
313498
2555
05:28
That's actually the greenhouse effect
that's responsible for climate change.
that's responsible for climate change.
99
316077
3822
Dat is in feite het broeikaseffect,
verantwoordelijk voor de klimaatopwarming.
verantwoordelijk voor de klimaatopwarming.
05:32
But here's the critical thing
to understand.
to understand.
100
320435
2523
Maar wat nu komt, is van cruciaal
belang om te begrijpen.
belang om te begrijpen.
05:34
Our atmosphere doesn't absorb
all of that heat.
all of that heat.
101
322982
3200
Onze atmosfeer absorbeert
niet al die warmte.
niet al die warmte.
05:38
If it did, we'd be
on a much warmer planet.
on a much warmer planet.
102
326577
2934
Als dat zo was, zouden we op
een veel warmere planeet leven.
een veel warmere planeet leven.
05:41
At certain wavelengths,
103
329982
1508
Bij bepaalde golflengten,
05:43
in particular between
eight and 13 microns,
eight and 13 microns,
104
331514
3452
vooral tussen 8 en 13 micrometer, heeft
onze atmosfeer een transmissie-venster.
05:46
our atmosphere has what's known
as a transmission window.
as a transmission window.
105
334990
3762
05:51
This window allows some of the heat
that goes up as infrared light
that goes up as infrared light
106
339402
5517
Dit venster laat een deel van de warmte
die opstijgt als infrarood licht
die opstijgt als infrarood licht
daadwerkelijk ontsnappen, waardoor
de warmte van dat bekken afneemt.
de warmte van dat bekken afneemt.
05:56
to effectively escape,
carrying away that pool's heat.
carrying away that pool's heat.
107
344943
3333
06:00
And it can escape to a place
that is much, much colder.
that is much, much colder.
108
348895
3770
Ze verdwijnt naar
een veel, veel koudere plaats.
een veel, veel koudere plaats.
06:05
The cold of this upper atmosphere
109
353633
1968
In de bovenste atmosfeer,
06:07
and all the way out to outer space,
110
355625
1674
en in de ruimte al helemaal,
06:09
which can be as cold
as minus 270 degrees Celsius,
as minus 270 degrees Celsius,
111
357323
3810
kan het -270°C of -454°F zijn.
06:13
or minus 454 degrees Fahrenheit.
112
361157
2720
06:17
So that pool of water is able
to send out more heat to the sky
to send out more heat to the sky
113
365242
3364
Daardoor kan de plas water meer warmte
naar de hemel uitstralen
naar de hemel uitstralen
06:20
than the sky sends back to it.
114
368630
1771
dan dat de hemel terugstuurt.
06:22
And because of that,
115
370425
1150
En daardoor zal het bekken afkoelen
tot onder de omgevingstemperatuur.
tot onder de omgevingstemperatuur.
06:23
the pool will cool down
below its surroundings' temperature.
below its surroundings' temperature.
116
371599
3016
06:28
This is an effect
known as night-sky cooling
known as night-sky cooling
117
376035
3516
Dit effect staat bekend
als nachthemelkoeling
als nachthemelkoeling
06:31
or radiative cooling.
118
379575
1400
of stralingskoeling.
06:33
And it's always been understood
by climate scientists and meteorologists
by climate scientists and meteorologists
119
381369
3454
Klimaatwetenschappers en
meteorologen kennen het al lang
meteorologen kennen het al lang
06:36
as a very important natural phenomenon.
120
384847
2600
als een zeer belangrijk
natuurverschijnsel.
natuurverschijnsel.
06:40
When I came across all of this,
121
388879
1492
Dit kwam ik te weten
06:42
it was towards the end
of my PhD at Stanford.
of my PhD at Stanford.
122
390395
2642
tegen het einde van
mijn doctoraat in Stanford.
mijn doctoraat in Stanford.
06:45
And I was amazed by its apparent
simplicity as a cooling method,
simplicity as a cooling method,
123
393061
4429
Ik stond versteld van de schijnbare
eenvoud van deze koelmethode,
eenvoud van deze koelmethode,
maar was ook in verwarring.
06:49
yet really puzzled.
124
397514
1266
06:51
Why aren't we making use of this?
125
399284
2200
Waarom maken wij er geen gebruik van?
06:54
Now, scientists and engineers
had investigated this idea
had investigated this idea
126
402744
2881
Wetenschappers en ingenieurs
hadden dit idee wel onderzocht
hadden dit idee wel onderzocht
06:57
in previous decades.
127
405649
1238
in voorgaande decennia.
06:58
But there turned out to be
at least one big problem.
at least one big problem.
128
406911
3288
Maar er bleek ten minste
één groot probleem te zijn.
één groot probleem te zijn.
07:02
It was called night-sky
cooling for a reason.
cooling for a reason.
129
410879
2872
Er was een reden dat het
nachtelijke koeling heette.
nachtelijke koeling heette.
07:06
Why?
130
414109
1174
Waarom?
07:07
Well, it's a little thing called the sun.
131
415307
2369
Er is daar dat dingetje
dat we de zon heten.
dat we de zon heten.
07:10
So, for the surface
that's doing the cooling,
that's doing the cooling,
132
418157
2460
Om een oppervlak af te koelen,
07:12
it needs to be able to face the sky.
133
420641
2174
moet het naar de hemel gericht zijn.
07:14
And during the middle of the day,
134
422839
1628
En in de loop van de dag,
07:16
when we might want
something cold the most,
something cold the most,
135
424491
3150
wanneer we het meest
naar koude verlangen,
naar koude verlangen,
07:19
unfortunately, that means
you're going to look up to the sun.
you're going to look up to the sun.
136
427665
2896
staat daar helaas de zon.
07:22
And the sun heats most materials up
137
430585
1856
En de zon warmt de meeste materialen
07:24
enough to completely counteract
this cooling effect.
this cooling effect.
138
432465
2757
genoeg op om dit koelend effect
volledig teniet te doen.
volledig teniet te doen.
Mijn collega's en ik
hebben lang nagedacht
hebben lang nagedacht
07:28
My colleagues and I
spend a lot of our time
spend a lot of our time
139
436409
2008
07:30
thinking about how
we can structure materials
we can structure materials
140
438441
2112
over hoe we materialen
kunnen structureren
kunnen structureren
07:32
at very small length scales
141
440577
1412
bij zeer kleine lengteschalen
07:34
such that they can do
new and useful things with light --
new and useful things with light --
142
442013
3326
zodat ze nieuwe en nuttige dingen
met licht kunnen doen --
met licht kunnen doen --
07:37
length scales smaller
than the wavelength of light itself.
than the wavelength of light itself.
143
445363
2990
lengteschalen kleiner dan
de golflengte van het licht zelf.
de golflengte van het licht zelf.
07:40
Using insights from this field,
144
448377
1580
Met behulp van inzichten op dit gebied,
07:41
known as nanophotonics
or metamaterials research,
or metamaterials research,
145
449981
3128
bekend als nanophotonica
of metamaterialenonderzoek,
of metamaterialenonderzoek,
beseften we dat er wellicht een manier was
07:45
we realized that there might be a way
to make this possible during the day
to make this possible during the day
146
453133
3500
om dit voor het eerst
overdag mogelijk te maken.
overdag mogelijk te maken.
07:48
for the first time.
147
456657
1173
Om dit te doen, ontwierp ik
een meerlagig optisch materiaal
een meerlagig optisch materiaal
07:49
To do this, I designed
a multilayer optical material
a multilayer optical material
148
457854
3056
07:52
shown here in a microscope image.
149
460934
1857
hier getoond op een microscoopbeeld.
07:54
It's more than 40 times thinner
than a typical human hair.
than a typical human hair.
150
462815
3381
Het is meer dan 40 keer dunner
dan een typische menselijke haar.
dan een typische menselijke haar.
07:58
And it's able to do
two things simultaneously.
two things simultaneously.
151
466220
2518
Het kan twee dingen tegelijk doen.
08:01
First, it sends its heat out
152
469169
1825
Ten eerste, warmte uitstralen
08:03
precisely where our atmosphere
lets that heat out the best.
lets that heat out the best.
153
471018
3802
precies daar waar onze atmosfeer
die warmte het beste doorlaat.
die warmte het beste doorlaat.
08:06
We targeted the window to space.
154
474844
2133
We mikten op het venster naar de ruimte.
08:09
The second thing it does
is it avoids getting heated up by the sun.
is it avoids getting heated up by the sun.
155
477519
3431
Het tweede is dat het niet makkelijk
wordt opgewarmd door de zon.
wordt opgewarmd door de zon.
08:12
It's a very good mirror to sunlight.
156
480974
2400
Het is een zeer goede
spiegel voor zonlicht.
spiegel voor zonlicht.
08:16
The first time I tested this
was on a rooftop in Stanford
was on a rooftop in Stanford
157
484315
2714
De eerste keer testte ik dit
op een dak in Stanford.
op een dak in Stanford.
08:19
that I'm showing you right here.
158
487053
1762
Ik toon het hier.
08:21
I left the device out for a little while,
159
489339
2381
Ik liet de opstelling een tijdje buiten
08:23
and I walked up to it after a few minutes,
160
491744
3071
en toen ik er na een paar
minuten terug bij kwam,
minuten terug bij kwam,
08:26
and within seconds, I knew it was working.
161
494839
2794
wist ik gelijk dat het werkte.
08:29
How?
162
497657
1158
Hoe?
08:30
I touched it, and it felt cold.
163
498839
1627
Ik raakte het aan en het voelde koud aan.
08:33
(Applause)
164
501395
4658
(Applaus)
08:38
Just to emphasize how weird
and counterintuitive this is:
and counterintuitive this is:
165
506862
3984
Gewoon om te benadrukken
hoe raar en contra-intuïtief dit is:
hoe raar en contra-intuïtief dit is:
08:42
this material and others like it
166
510870
1730
dit en andere soortgelijke materialen
08:44
will get colder when we take them
out of the shade,
out of the shade,
167
512624
2905
worden kouder als we
ze uit de schaduw halen,
ze uit de schaduw halen,
08:47
even though the sun is shining on it.
168
515553
2360
ook al valt er zonlicht op.
08:49
I'm showing you data here
from our very first experiment,
from our very first experiment,
169
517937
2683
Ik toon jullie gegevens
van ons allereerste experiment,
van ons allereerste experiment,
08:52
where that material stayed
more than five degrees Celsius,
more than five degrees Celsius,
170
520644
2739
waar dit materiaal meer dan 5°C of 9°F
08:55
or nine degrees Fahrenheit, colder
than the air temperature,
than the air temperature,
171
523407
3276
kouder bleef dan de luchttemperatuur,
08:58
even though the sun
was shining directly on it.
was shining directly on it.
172
526707
2814
hoewel de zon er direct op scheen.
09:02
The manufacturing method we used
to actually make this material
to actually make this material
173
530855
3135
De productiemethode die we gebruikten
om dit materiaal te maken
om dit materiaal te maken
09:06
already exists at large volume scales.
174
534014
2534
bestaat al op grote schaal.
09:08
So I was really excited,
175
536903
1157
Ik was echt enthousiast,
09:10
because not only
do we make something cool,
do we make something cool,
176
538084
3041
want niet alleen maken we iets cools,
09:13
but we might actually have the opportunity
to do something real and make it useful.
to do something real and make it useful.
177
541149
5053
maar misschien hebben
we wel de mogelijkheid
we wel de mogelijkheid
om er echt iets mee te doen
en er iets bruikbaars van te maken.
en er iets bruikbaars van te maken.
09:19
That brings me to the next big question.
178
547204
1913
Dat brengt me bij de volgende grote vraag:
09:21
How do you actually
save energy with this idea?
save energy with this idea?
179
549141
2587
hoe bespaar je nu energie met dit idee?
We geloven dat de meest directe manier om
energie te besparen met deze technologie
energie te besparen met deze technologie
09:23
Well, we believe the most direct way
to save energy with this technology
to save energy with this technology
180
551752
3658
09:27
is as an efficiency boost
181
555434
1659
is door de efficiëntie te verhogen
09:29
for today's air-conditioning
and refrigeration systems.
and refrigeration systems.
182
557117
3063
van de huidige airconditioning-
en koelsystemen.
en koelsystemen.
09:32
To do this, we've built
fluid cooling panels,
fluid cooling panels,
183
560561
2159
Daarvoor hebben we
vloeistof-koelpanelen gebouwd,
vloeistof-koelpanelen gebouwd,
09:34
like the ones shown right here.
184
562744
1571
zoals die hier getoond.
09:36
These panels have a similar shape
to solar water heaters,
to solar water heaters,
185
564339
2667
Deze panelen zien eruit als zonneboilers,
maar ze doen het tegenovergestelde –-
ze koelen het water passief
ze koelen het water passief
09:39
except they do the opposite --
they cool the water, passively,
they cool the water, passively,
186
567030
2920
09:41
using our specialized material.
187
569974
2067
door ons gespecialiseerde materiaal.
09:44
These panels can then
be integrated with a component
be integrated with a component
188
572815
2460
Deze panelen kunnen dan
samengaan met een component
samengaan met een component
09:47
almost every cooling system has,
called a condenser,
called a condenser,
189
575299
2568
die je in bijna elke koelsysteem
vindt, de condensor,
vindt, de condensor,
09:49
to improve the system's
underlying efficiency.
underlying efficiency.
190
577891
3133
om de onderliggende efficiëntie
van het systeem te verbeteren.
van het systeem te verbeteren.
09:53
Our start-up, SkyCool Systems,
191
581367
1896
Onze start-up, SkyCool Systems,
09:55
has recently completed a field trial
in Davis, California, shown right here.
in Davis, California, shown right here.
192
583287
3874
heeft onlangs een veldproef voltooid
in Davis, Californië, hier afgebeeld.
in Davis, Californië, hier afgebeeld.
09:59
In that demonstration,
193
587649
1182
In deze demonstratie laten we zien
10:00
we showed that we could actually
improve the efficiency
improve the efficiency
194
588855
3048
dat we de efficiëntie van dat koelsysteem
10:03
of that cooling system
as much as 12 percent in the field.
as much as 12 percent in the field.
195
591927
2924
met maar liefst 12% kunnen verbeteren.
10:07
Over the next year or two,
196
595474
1254
In de komende paar jaar
10:08
I'm super excited to see this go
to its first commercial-scale pilots
to its first commercial-scale pilots
197
596752
3904
kijk ik echt uit naar de eerste
proefprojecten op commerciële schaal
proefprojecten op commerciële schaal
10:12
in both the air conditioning
and refrigeration space.
and refrigeration space.
198
600680
3143
voor zowel airconditioning
als voor koeling.
als voor koeling.
10:16
In the future, we might be able
to integrate these kinds of panels
to integrate these kinds of panels
199
604260
3587
In de toekomst kunnen we misschien
dit soort panelen integreren
dit soort panelen integreren
10:19
with higher efficiency
building cooling systems
building cooling systems
200
607871
3309
met meer efficiënte
koelsystemen voor gebouwen
koelsystemen voor gebouwen
10:23
to reduce their energy
usage by two-thirds.
usage by two-thirds.
201
611204
2802
om hun energieverbruik
met tweederde te verminderen.
met tweederde te verminderen.
10:26
And eventually, we might actually
be able to build a cooling system
be able to build a cooling system
202
614030
3658
En tenslotte gaan we misschien
een koelsysteem kunnen bouwen
een koelsysteem kunnen bouwen
10:29
that requires no electricity input at all.
203
617712
2563
dat helemaal geen
elektriciteit meer vereist.
elektriciteit meer vereist.
Als eerste stap in die richting:
10:32
As a first step towards that,
204
620966
1516
10:34
my colleagues at Stanford and I
205
622506
1857
mijn collega's van Stanford en ik
10:36
have shown that you could
actually maintain
actually maintain
206
624387
2026
hebben aangetoond dat je iets
10:38
something more than 42 degrees Celsius
below the air temperature
below the air temperature
207
626437
4569
op ruim 42°C onder de luchttemperatuur
kan houden met een betere techniek.
kan houden met een betere techniek.
10:43
with better engineering.
208
631030
1388
(Applaus)
Dank je.
Dank je.
10:45
Thank you.
209
633165
1150
10:46
(Applause)
210
634339
4055
Stel je eens voor --
10:51
So just imagine that --
211
639196
1151
10:52
something that is below freezing
on a hot summer's day.
on a hot summer's day.
212
640371
3403
iets onder het vriespunt
op een hete zomerdag.
op een hete zomerdag.
10:57
So, while I'm very excited
about all we can do for cooling,
about all we can do for cooling,
213
645927
4483
Terwijl ik erg enthousiast ben over alles
wat we kunnen doen om te koelen,
wat we kunnen doen om te koelen,
11:02
and I think there's a lot yet to be done,
214
650434
3254
en ik denk dat er nog
veel te doen overblijft,
veel te doen overblijft,
11:05
as a scientist, I'm also drawn
to a more profound opportunity
to a more profound opportunity
215
653712
3468
ben ik als wetenschapper ook aangetrokken
tot een meer diepgaande kans
tot een meer diepgaande kans
11:09
that I believe this work highlights.
216
657204
2016
waar dit werk volgens mij naar wijst.
11:11
We can use the cold darkness of space
217
659760
3135
We kunnen de koude duisternis
van de ruimte gebruiken
van de ruimte gebruiken
11:14
to improve the efficiency
218
662919
1650
om de efficiëntie te verbeteren
11:16
of every energy-related
process here on earth.
process here on earth.
219
664593
3254
van ieder energie-gerelateerd
proces hier op aarde.
proces hier op aarde.
11:21
One such process
I'd like to highlight are solar cells.
I'd like to highlight are solar cells.
220
669204
3317
Een voorbeeld van zo'n proces dat ik
graag wil belichten zijn zonnecellen.
graag wil belichten zijn zonnecellen.
11:24
They heat up under the sun
221
672934
1445
Ze warmen op onder de zon
11:26
and become less efficient
the hotter they are.
the hotter they are.
222
674403
2484
en worden minder efficiënt
naarmate ze warmer zijn.
naarmate ze warmer zijn.
11:29
In 2015, we showed that
with deliberate kinds of microstructures
with deliberate kinds of microstructures
223
677276
3877
In 2015 hebben we aangetoond dat we
met aangepaste vormen van microstructuren
met aangepaste vormen van microstructuren
11:33
on top of a solar cell,
224
681177
1547
bovenop een zonnecel,
11:34
we could take better advantage
of this cooling effect
of this cooling effect
225
682748
2844
beter gebruik kunnen
maken van dit koeleffect,
maken van dit koeleffect,
11:37
to maintain a solar cell passively
at a lower temperature.
at a lower temperature.
226
685616
3699
zodat een zonnecel passief
op een lagere temperatuur blijft.
op een lagere temperatuur blijft.
11:41
This allows the cell
to operate more efficiently.
to operate more efficiently.
227
689708
2321
Hierdoor kan de cel efficiënter werken.
11:44
We're probing these kinds
of opportunities further.
of opportunities further.
228
692627
2968
We testen dit soort
mogelijkheden verder uit.
mogelijkheden verder uit.
11:47
We're asking whether
we can use the cold of space
we can use the cold of space
229
695619
3245
We onderzoeken of we de koude
van de ruimte kunnen gebruiken
van de ruimte kunnen gebruiken
11:50
to help us with water conservation.
230
698888
2079
voor het beter omgaan met water.
11:53
Or perhaps with off-grid scenarios.
231
701316
2349
Of misschien met
netonafhankelijke scenario's.
netonafhankelijke scenario's.
11:55
Perhaps we could even directly
generate power with this cold.
generate power with this cold.
232
703689
4167
Misschien kunnen we zelfs rechtstreeks
energie opwekken met deze koude.
energie opwekken met deze koude.
12:00
There's a large temperature difference
between us here on earth
between us here on earth
233
708522
2953
Er is een groot temperatuurverschil
tussen ons hier op aarde
tussen ons hier op aarde
12:03
and the cold of space.
234
711499
1690
en de koude van de ruimte.
12:05
That difference, at least conceptually,
235
713213
2128
Dat verschil kan, ten minste in principe,
12:07
could be used to drive
something called a heat engine
something called a heat engine
236
715365
2594
worden gebruikt om een
warmtemachine aan te drijven
warmtemachine aan te drijven
12:09
to generate electricity.
237
717983
1190
om elektriciteit te genereren.
12:11
Could we then make a nighttime
power-generation device
power-generation device
238
719967
3603
Kunnen wij dan een nachtelijke
energiecentrale maken
energiecentrale maken
12:15
that generates useful
amounts of electricity
amounts of electricity
239
723594
2397
die bruikbare hoeveelheden
elektriciteit genereert
elektriciteit genereert
12:18
when solar cells don't work?
240
726015
1904
wanneer de zonnecellen niet werken?
12:19
Could we generate light from darkness?
241
727943
2534
Kunnen we licht
maken van duisternis?
maken van duisternis?
12:23
Central to this ability
is being able to manage
is being able to manage
242
731872
4389
Centraal hierin staat dit vermogen
12:28
the thermal radiation
that's all around us.
that's all around us.
243
736285
3111
om de warmtestraling overal
om ons heen te beheren.
om ons heen te beheren.
12:31
We're constantly bathed in infrared light;
244
739420
2800
We baden voortdurend in infrarood licht.
12:34
if we could bend it to our will,
245
742666
2452
Als we dat aan onze wil
konden onderwerpen,
konden onderwerpen,
12:37
we could profoundly change
the flows of heat and energy
the flows of heat and energy
246
745142
2730
konden we de stromen
van warmte en energie,
van warmte en energie,
12:39
that permeate around us every single day.
247
747896
2733
die ons elke dag doordringen,
fundamenteel veranderen.
fundamenteel veranderen.
12:43
This ability, coupled
with the cold darkness of space,
with the cold darkness of space,
248
751190
3341
Deze mogelijkheid, in combinatie
met de koude donkerte van het heelal,
met de koude donkerte van het heelal,
12:46
points us to a future
where we, as a civilization,
where we, as a civilization,
249
754555
3309
wijst ons naar een toekomst
waarin wij als beschaving
waarin wij als beschaving
12:49
might be able to more intelligently manage
our thermal energy footprint
our thermal energy footprint
250
757888
5238
onze thermische energie voetafdruk
intelligenter zouden kunnen beheren
intelligenter zouden kunnen beheren
tot zelfs op de allergrootste schalen.
12:55
at the very largest scales.
251
763150
1800
12:57
As we confront climate change,
252
765904
2214
Nu we geconfronteerd worden
met de klimaatverandering,
met de klimaatverandering,
13:00
I believe having
this ability in our toolkit
this ability in our toolkit
253
768142
2603
denk ik dat deze mogelijkheid
in onze gereedschapskist
in onze gereedschapskist
13:02
will prove to be essential.
254
770769
1800
essentieel zal blijken te zijn.
13:05
So, the next time
you're walking around outside,
you're walking around outside,
255
773428
3198
Als je nog eens buiten rondloopt,
13:08
yes, do marvel at how the sun
is essential to life on earth itself,
is essential to life on earth itself,
256
776650
6344
verwonder je dan hoe de zon
essentieel is voor het leven op aarde,
essentieel is voor het leven op aarde,
13:15
but don't forget that the rest of the sky
has something to offer us as well.
has something to offer us as well.
257
783018
4676
maar vergeet niet dat de rest
van de hemel ons ook iets te bieden heeft.
van de hemel ons ook iets te bieden heeft.
13:20
Thank you.
258
788533
1151
Dank je.
13:21
(Applause)
259
789708
4110
(Applaus)
ABOUT THE SPEAKER
Aaswath Raman - Applied physicist, engineerAaswath Raman is a scientist passionate about harnessing new sources of energy, mitigating climate change and more intelligently understanding the world around us -- by better manipulating light and heat using nanoscale materials.
Why you should listen
Aaswath Raman is an assistant professor of electrical and systems engineering at the University of Pennsylvania. He is also co-founder of a clean energy startup, SkyCool Systems, where he is its chief scientific officer. He initiated and led the development of radiative sky cooling, a technology that he originated as a research associate at Stanford University, beginning in 2012.
Raman is deeply interested in the intersection of science, technology and development work, and he has previously collaborated on projects to redesign refugee camps with UNHCR and to rethink governance in rural Sierra Leone. In recognition of his breakthroughs in developing radiative sky cooling, in 2015 he was named one of MIT Technology Review's "Innovators Under 35."
Aaswath Raman | Speaker | TED.com