TED2018
Aaswath Raman: How we can turn the cold of outer space into a renewable resource
アースワス・ラマン: 宇宙の「冷たさ」を再生可能な資源に変えるには
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宇宙の冷たい闇を地球上のビルの冷却に利用できたらどうでしょうか？この刺激的なトークでは物理学者アースワス・ラマンが夜間の放射冷却、すなわち赤外線が地表から宇宙に逃げ、熱を奪う自然現象を利用するために開発中の技術を詳述します。放射冷却は冷却システムのエネルギーの消費量を劇的に削減できるかもしれません。このアプローチによって、私たちが宇宙のエネルギーを賢明に利用する未来にどう近づけるかを学びましょう。
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
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00:13
Every summer when I was growing up,
0
1571
2015
子供のころ毎年夏になると
00:15
I would fly from my home in Canada
to visit my grandparents,
to visit my grandparents,
1
3610
3382
カナダの家から祖父母のいる
00:19
who lived in Mumbai, India.
2
7016
1800
インドのムンバイに旅行しました
00:21
Now, Canadian summers
are pretty mild at best --
are pretty mild at best --
3
9157
3134
カナダの夏は気温が上がっても
穏やかという程度です
穏やかという程度です
00:24
about 22 degrees Celsius
or 72 degrees Fahrenheit
or 72 degrees Fahrenheit
4
12315
3707
気温は摂氏22度
華氏なら72度くらいが
華氏なら72度くらいが
00:28
is a typical summer's day,
and not too hot.
and not too hot.
5
16046
2620
一般的な夏の気温で
さほど暑くありません
さほど暑くありません
00:31
Mumbai, on the other hand,
is a hot and humid place
is a hot and humid place
6
19276
3039
ところがムンバイは暑く多湿で
00:34
well into the 30s Celsius
or 90s Fahrenheit.
or 90s Fahrenheit.
7
22339
3218
摂氏30度 華氏なら90度にもなります
00:38
As soon as I'd reach it, I'd ask,
8
26364
1586
ムンバイに到着するとすぐに
00:39
"How could anyone live, work
or sleep in such weather?"
or sleep in such weather?"
9
27974
4410
「どうしたらこんな気候で生活し 働き
寝ることができるの？」と尋ねました
寝ることができるの？」と尋ねました
00:45
To make things worse, my grandparents
didn't have an air conditioner.
didn't have an air conditioner.
10
33539
3646
更に悪い事には祖父母は
エアコンを持っていませんでした
エアコンを持っていませんでした
00:49
And while I tried my very, very best,
11
37768
2825
かなり頑張ってはみましたが
00:52
I was never able
to persuade them to get one.
to persuade them to get one.
12
40617
2754
エアコンを買うよう
説得するのは無理でした
説得するのは無理でした
00:56
But this is changing, and fast.
13
44220
3095
でも そんな状況は
急速に変わりつつあります
急速に変わりつつあります
00:59
Cooling systems today
collectively account for 17 percent
collectively account for 17 percent
14
47914
4341
冷却系で使われる電力は
世界の全電力使用の
世界の全電力使用の
01:04
of the electricity we use worldwide.
15
52279
2373
17パーセントにも上ります
01:06
This includes everything
from the air conditioners
from the air conditioners
16
54676
2394
この数字は
私が夏休みに
私が夏休みに
01:09
I so desperately wanted
during my summer vacations,
during my summer vacations,
17
57094
2777
喉から手が出るほど
欲しかったエアコンも
欲しかったエアコンも
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
食料を安全に冷たく保存できる
スーパーマーケットの冷蔵システムも
スーパーマーケットの冷蔵システムも
01:15
in our supermarkets,
19
63529
1231
含んでいますし
01:16
to the industrial scale systems
that keep our data centers operational.
that keep our data centers operational.
20
64784
4252
データセンターが稼働するための
工業的な規模のシステムも含みます
工業的な規模のシステムも含みます
01:21
Collectively, these systems
account for eight percent
account for eight percent
21
69624
3485
冷却システム全体で
世界の温室効果ガス発生量の
世界の温室効果ガス発生量の
01:25
of global greenhouse gas emissions.
22
73133
2250
８パーセントを占めます
01:27
But what keeps me up at night
23
75823
1611
しかし私を悩ませるのは
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
冷却に利用されるエネルギーは
2050年までに６倍に膨らみ
2050年までに６倍に膨らみ
01:34
primarily driven by increasing usage
in Asian and African countries.
in Asian and African countries.
25
82403
4281
アジアやアフリカの国々での利用拡大により
激増する可能性があります
激増する可能性があります
01:39
I've seen this firsthand.
26
87284
1698
私はこの目で見てきました
01:41
Nearly every apartment
in and around my grandmother's place
in and around my grandmother's place
27
89006
3158
祖母の家の周りでも
ほとんどのアパートで
ほとんどのアパートで
01:44
now has an air conditioner.
28
92188
2024
今はエアコンがあります
01:46
And that is, emphatically, a good thing
29
94236
3047
これは 高温の環境で暮らす
人々にとって
人々にとって
01:49
for the health, well-being
and productivity
and productivity
30
97307
2699
健康や生活条件や
生産性といった点では
生産性といった点では
01:52
of people living in warmer climates.
31
100030
2645
とても良いことです
01:55
However, one of the most
alarming things about climate change
alarming things about climate change
32
103831
3943
ただ 気候変動に関わって
憂慮すべきなのは
憂慮すべきなのは
01:59
is that the warmer our planet gets,
33
107798
2595
地球が暖まるにつれて
02:02
the more we're going to need
cooling systems --
cooling systems --
34
110417
2312
どんどん冷却システムが
必要になる上に
必要になる上に
02:04
systems that are themselves large
emitters of greenhouse gas emissions.
emitters of greenhouse gas emissions.
35
112753
3759
そのシステム自体が温室効果ガスの
巨大な発生源となるのです
巨大な発生源となるのです
02:09
This then has the potential
to cause a feedback loop,
to cause a feedback loop,
36
117236
3333
こうして悪循環に陥るかもしれません
02:12
where cooling systems alone
37
120593
1458
冷却システムだけでも
02:14
could become one of our biggest sources
of greenhouse gases
of greenhouse gases
38
122075
2987
21世紀の後半には
温室効果ガスの最大の発生源となる
温室効果ガスの最大の発生源となる
02:17
later this century.
39
125086
1342
可能性があるのです
02:18
In the worst case,
40
126735
1178
最悪のケースでは
02:19
we might need more than 10 trillion
kilowatt-hours of electricity every year,
kilowatt-hours of electricity every year,
41
127937
3620
2100年までに
毎年10兆キロワット時を超える電力が
毎年10兆キロワット時を超える電力が
02:23
just for cooling, by the year 2100.
42
131581
2688
冷却のために必要になるかもしれません
02:26
That's half our electricity supply today.
43
134846
2865
この数字は現在の電力供給量の
半分に当たります
半分に当たります
02:30
Just for cooling.
44
138198
1150
冷却だけでです
02:32
But this also point us
to an amazing opportunity.
to an amazing opportunity.
45
140862
3915
しかし同時に これは私たちに
チャンスを与えてくれます
チャンスを与えてくれます
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
全冷却システムの効率が
１〜２割向上するだけで
１〜２割向上するだけで
02:42
could actually have an enormous impact
on our greenhouse gas emissions,
on our greenhouse gas emissions,
47
150037
3484
温室効果ガスの発生量に
大きな影響を与えられるかもしれません
大きな影響を与えられるかもしれません
02:45
both today and later this century.
48
153545
2465
今でも そしてこの先でも
02:50
And it could help us avert
that worst-case feedback loop.
that worst-case feedback loop.
49
158080
3549
ひどい悪循環を避けるのに
役立つかもしれません
役立つかもしれません
02:54
I'm a scientist who thinks a lot
about light and heat.
about light and heat.
50
162928
3680
私は光や熱を研究する科学者です
02:58
In particular, how new materials
allow us to alter the flow
allow us to alter the flow
51
166632
3596
特に新しい材料が
それまでは不可能と考えられていた方法で
それまでは不可能と考えられていた方法で
03:02
of these basic elements of nature
52
170252
2016
自然の基本的要素の流れを
改変できるか研究しています
改変できるか研究しています
03:04
in ways we might have
once thought impossible.
once thought impossible.
53
172292
2642
03:07
So, while I always understood
the value of cooling
the value of cooling
54
175315
2413
夏休みの経験から
03:09
during my summer vacations,
55
177752
1944
冷却の価値を理解しつつ
03:11
I actually wound up
working on this problem
working on this problem
56
179720
2263
この問題に取り組み始めたのは
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
６年前に遭遇した
知的難問がきっかけです
知的難問がきっかけです
03:19
How were ancient peoples
able to make ice in desert climates?
able to make ice in desert climates?
58
187149
5617
古代の人々が砂漠の気候で
どのように氷を作れたのか？
どのように氷を作れたのか？
03:25
This is a picture of an ice house,
59
193894
2936
この画像は氷の部屋
03:28
also called a Yakhchal,
located in the southwest of Iran.
located in the southwest of Iran.
60
196854
3627
ヤクチャルと言われるもので
イランの南西にあるものです
イランの南西にあるものです
03:33
There are ruins of dozens
of such structures throughout Iran,
of such structures throughout Iran,
61
201006
3754
このような建物はイラン中に数十とあり
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
同じような建物が 他の中東の国々や
中国に至るまで存在することが
中国に至るまで存在することが
03:40
and all the way to China.
63
208498
1214
確認されています
03:42
The people who operated
this ice house many centuries ago,
this ice house many centuries ago,
64
210228
3190
何世紀も前に このような
氷の部屋を利用していた人々は
氷の部屋を利用していた人々は
03:45
would pour water
in the pool you see on the left
in the pool you see on the left
65
213442
2484
左手に見えるような水槽に
03:47
in the early evening hours,
as the sun set.
as the sun set.
66
215950
3072
日没後の夕刻の早い時間に
水を注ぎました
水を注ぎました
03:51
And then something amazing happened.
67
219046
1809
すると不思議なことが起きるのです
03:53
Even though the air temperature
might be above freezing,
might be above freezing,
68
221442
2762
気温は氷点下になっていなくても
03:56
say five degrees Celsius
or 41 degrees Fahrenheit,
or 41 degrees Fahrenheit,
69
224228
3698
例えば摂氏５度
華氏41度くらいで
華氏41度くらいで
03:59
the water would freeze.
70
227950
1534
水が凍るのです
04:02
The ice generated would then be collected
in the early morning hours
in the early morning hours
71
230724
4135
生成された氷は早朝に回収され
04:06
and stored for use in the building
you see on the right,
you see on the right,
72
234883
2635
右手に見える建物に保存しました
04:09
all the way through the summer months.
73
237542
1936
夏の期間中もずっとです
04:12
You've actually likely seen
something very similar at play
something very similar at play
74
240133
2719
同じような光景を
目にしたことがあるかもしれません
目にしたことがあるかもしれません
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
良く晴れた夜に
気温が氷点よりずっと高くても
気温が氷点よりずっと高くても
04:18
even when the air temperature
is well above freezing.
is well above freezing.
76
246352
2745
霜が降りているのに
気づいたことがあるでしょう
気づいたことがあるでしょう
04:21
But wait.
77
249121
1160
でも待ってください
04:22
How did the water freeze
if the air temperature is above freezing?
if the air temperature is above freezing?
78
250305
3731
どうして気温が氷点を上回るのに
水が凍るのでしょうか？
水が凍るのでしょうか？
04:26
Evaporation could have played an effect,
79
254487
1926
蒸発の影響もあるかもしれませんが
水が凍るほどではありません
水が凍るほどではありません
04:28
but that's not enough to actually
cause the water to become ice.
cause the water to become ice.
80
256437
3315
04:32
Something else must have cooled it down.
81
260064
2086
別の何かが冷却したに違いありません
04:34
Think about a pie
cooling on a window sill.
cooling on a window sill.
82
262761
2548
パイを窓枠に置いて
冷やすことを考えてください
冷やすことを考えてください
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
パイを冷ますには 温度の低い方に
熱を逃す必要があります
熱を逃す必要があります
04:41
Namely, the air that surrounds it.
84
269254
1904
つまり周囲の空気にです
04:44
As implausible as it may sound,
85
272180
2310
信じがたく聞こえますが
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
熱は水槽の水から
冷たい宇宙へと流れるのです
冷たい宇宙へと流れるのです
04:54
How is this possible?
87
282085
1722
どのようにして起こるのか？
04:56
Well, that pool of water,
like most natural materials,
like most natural materials,
88
284434
3572
多くの自然の物体と同じように
水槽の水は
水槽の水は
05:00
sends out its heat as light.
89
288030
2150
熱を光として放出します
05:02
This is a concept
known as thermal radiation.
known as thermal radiation.
90
290506
2817
熱放射の概念として知られています
05:05
In fact, we're all sending out our heat
as infrared light right now,
as infrared light right now,
91
293792
4468
この瞬間にも私たちは誰でも
熱を赤外線として
熱を赤外線として
05:10
to each other and our surroundings.
92
298284
1928
周囲に放出しています
05:12
We can actually visualize this
with thermal cameras
with thermal cameras
93
300608
2469
熱線カメラで可視化することができますが
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
そのイメージは
今見て頂いている様な画像です
今見て頂いている様な画像です
05:18
So that pool of water
is sending out its heat
is sending out its heat
95
306744
2262
水槽の水は熱を大気に
05:21
upward towards the atmosphere.
96
309030
1682
放出します
05:23
The atmosphere and the molecules in it
97
311379
2095
大気と大気中の分子は
05:25
absorb some of that heat and send it back.
98
313498
2555
熱の一部を吸収し再度放出します
05:28
That's actually the greenhouse effect
that's responsible for climate change.
that's responsible for climate change.
99
316077
3822
これこそが気候変動の原因となる
温室効果です
温室効果です
05:32
But here's the critical thing
to understand.
to understand.
100
320435
2523
ここが理解すべき重要な部分です
05:34
Our atmosphere doesn't absorb
all of that heat.
all of that heat.
101
322982
3200
大気は熱をすべて吸収することはありません
05:38
If it did, we'd be
on a much warmer planet.
on a much warmer planet.
102
326577
2934
もしそうなるなら
地球はもっと温暖な惑星になったはずです
地球はもっと温暖な惑星になったはずです
05:41
At certain wavelengths,
103
329982
1508
ある波長—
05:43
in particular between
eight and 13 microns,
eight and 13 microns,
104
331514
3452
具体的には8〜13ミクロンの波長が
05:46
our atmosphere has what's known
as a transmission window.
as a transmission window.
105
334990
3762
大気の伝送窓として知られています
05:51
This window allows some of the heat
that goes up as infrared light
that goes up as infrared light
106
339402
5517
この大気の伝送窓は 赤外線としての熱を
効果的に大気の外側に逃がし
効果的に大気の外側に逃がし
05:56
to effectively escape,
carrying away that pool's heat.
carrying away that pool's heat.
107
344943
3333
水槽の熱を運び出すことを可能にします
06:00
And it can escape to a place
that is much, much colder.
that is much, much colder.
108
348895
3770
熱は遥かに冷たい場所へと
逃げていくのです
逃げていくのです
06:05
The cold of this upper atmosphere
109
353633
1968
大気上部の冷たい所へと
06:07
and all the way out to outer space,
110
355625
1674
更に遠い宇宙へと
06:09
which can be as cold
as minus 270 degrees Celsius,
as minus 270 degrees Celsius,
111
357323
3810
そこは 摂氏マイナス270度
あるいは
あるいは
06:13
or minus 454 degrees Fahrenheit.
112
361157
2720
華氏マイナス454度にもなります
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
水槽の水は空から輻射される熱より
06:20
than the sky sends back to it.
114
368630
1771
さらに多くの熱を空に放出します
06:22
And because of that,
115
370425
1150
そのため
06:23
the pool will cool down
below its surroundings' temperature.
below its surroundings' temperature.
116
371599
3016
水槽は周囲の温度より低くなるのです
06:28
This is an effect
known as night-sky cooling
known as night-sky cooling
117
376035
3516
この効果は夜間冷却
あるいは 放射冷却として
あるいは 放射冷却として
06:31
or radiative cooling.
118
379575
1400
知られています
06:33
And it's always been understood
by climate scientists and meteorologists
by climate scientists and meteorologists
119
381369
3454
気候学者と気象学者には
とても重要な自然現象として
とても重要な自然現象として
06:36
as a very important natural phenomenon.
120
384847
2600
知られてきました
06:40
When I came across all of this,
121
388879
1492
この事実を知ったのは
06:42
it was towards the end
of my PhD at Stanford.
of my PhD at Stanford.
122
390395
2642
スタンフォードの博士課程を
終える頃でした
終える頃でした
06:45
And I was amazed by its apparent
simplicity as a cooling method,
simplicity as a cooling method,
123
393061
4429
この冷却方法としての
明らかな単純さに
明らかな単純さに
06:49
yet really puzzled.
124
397514
1266
とても驚きました
06:51
Why aren't we making use of this?
125
399284
2200
この手法をぜひ使おう！
06:54
Now, scientists and engineers
had investigated this idea
had investigated this idea
126
402744
2881
現在 科学者や技術者が
10年近くこのアイデアについて
10年近くこのアイデアについて
06:57
in previous decades.
127
405649
1238
研究しています
06:58
But there turned out to be
at least one big problem.
at least one big problem.
128
406911
3288
ところが ひとつ
大きな問題があります
大きな問題があります
07:02
It was called night-sky
cooling for a reason.
cooling for a reason.
129
410879
2872
「夜間」冷却と呼ばれるのには
理由があります
理由があります
07:06
Why?
130
414109
1174
なぜか？
07:07
Well, it's a little thing called the sun.
131
415307
2369
それは太陽のせいです
07:10
So, for the surface
that's doing the cooling,
that's doing the cooling,
132
418157
2460
冷却する表面は
07:12
it needs to be able to face the sky.
133
420641
2174
空に向いている必要があります
07:14
And during the middle of the day,
134
422839
1628
日中は
07:16
when we might want
something cold the most,
something cold the most,
135
424491
3150
一番冷たくなってほしいものが
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
残念ながら太陽に向いてしまい
07:22
And the sun heats most materials up
137
430585
1856
太陽はほとんどの物体を加熱し
07:24
enough to completely counteract
this cooling effect.
this cooling effect.
138
432465
2757
冷却効果を完全に相殺してしまいます
07:28
My colleagues and I
spend a lot of our time
spend a lot of our time
139
436409
2008
私は仲間とともに多くの時間を費やし
07:30
thinking about how
we can structure materials
we can structure materials
140
438441
2112
極小スケールで材料を
作る方法を考えています
作る方法を考えています
07:32
at very small length scales
141
440577
1412
07:34
such that they can do
new and useful things with light --
new and useful things with light --
142
442013
3326
光を利用して その材料で
新しい価値あることができるように
新しい価値あることができるように
07:37
length scales smaller
than the wavelength of light itself.
than the wavelength of light itself.
143
445363
2990
そのスケールは光の波長よりも
小さなものです
小さなものです
07:40
Using insights from this field,
144
448377
1580
この分野をナノフォトニクスとか
07:41
known as nanophotonics
or metamaterials research,
or metamaterials research,
145
449981
3128
メタマテリアル研究と呼びますが
ここから発想を得て
ここから発想を得て
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
史上初めて 日中でも
放射冷却を可能にする方法が
放射冷却を可能にする方法が
あるかもしれないと気づいたのです
07:48
for the first time.
147
456657
1173
07:49
To do this, I designed
a multilayer optical material
a multilayer optical material
148
457854
3056
実現のために
多層光材料を設計しました
多層光材料を設計しました
07:52
shown here in a microscope image.
149
460934
1857
これは その顕微鏡画像です
07:54
It's more than 40 times thinner
than a typical human hair.
than a typical human hair.
150
462815
3381
厚さは 標準的な髪の毛の太さの
40分の１未満です
40分の１未満です
07:58
And it's able to do
two things simultaneously.
two things simultaneously.
151
466220
2518
２つのことを同時に行うことができます
08:01
First, it sends its heat out
152
469169
1825
１つ目は放熱
08:03
precisely where our atmosphere
lets that heat out the best.
lets that heat out the best.
153
471018
3802
大気が熱を最も逃がしやすい所に向けてです
08:06
We targeted the window to space.
154
474844
2133
放熱先は宇宙にしました
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
２つ目は太陽による加熱を防止します
08:12
It's a very good mirror to sunlight.
156
480974
2400
太陽光を とてもよく反射します
08:16
The first time I tested this
was on a rooftop in Stanford
was on a rooftop in Stanford
157
484315
2714
最初にテストしたのは
スタンフォードの屋上でしたが
スタンフォードの屋上でしたが
08:19
that I'm showing you right here.
158
487053
1762
ご覧の通りです
08:21
I left the device out for a little while,
159
489339
2381
このデバイスを少しの間放置して
08:23
and I walked up to it after a few minutes,
160
491744
3071
数分後に近寄りました
08:26
and within seconds, I knew it was working.
161
494839
2794
数秒もせず機能していることが分かりました
08:29
How?
162
497657
1158
なぜ？
08:30
I touched it, and it felt cold.
163
498839
1627
触ったら冷たかったのです
08:33
(Applause)
164
501395
4658
（拍手）
08:38
Just to emphasize how weird
and counterintuitive this is:
and counterintuitive this is:
165
506862
3984
これが どれだけ奇妙で
直観から外れているかというと
直観から外れているかというと
08:42
this material and others like it
166
510870
1730
この材料やその類似物は
08:44
will get colder when we take them
out of the shade,
out of the shade,
167
512624
2905
日陰から日向に移して
太陽が射していても
太陽が射していても
08:47
even though the sun is shining on it.
168
515553
2360
冷たくなるのです
08:49
I'm showing you data here
from our very first experiment,
from our very first experiment,
169
517937
2683
お見せしているのは
最初の実験のデータです
最初の実験のデータです
08:52
where that material stayed
more than five degrees Celsius,
more than five degrees Celsius,
170
520644
2739
この材料の温度は
気温と比べて摂氏５度以上
気温と比べて摂氏５度以上
08:55
or nine degrees Fahrenheit, colder
than the air temperature,
than the air temperature,
171
523407
3276
あるいは華氏９度以上
低い状態を保ちました
低い状態を保ちました
08:58
even though the sun
was shining directly on it.
was shining directly on it.
172
526707
2814
直射日光が当たっていたのにです
09:02
The manufacturing method we used
to actually make this material
to actually make this material
173
530855
3135
私たちが使った素材を
大規模に製造する方法は
大規模に製造する方法は
09:06
already exists at large volume scales.
174
534014
2534
すでに存在しています
09:08
So I was really excited,
175
536903
1157
とてもワクワクしています
09:10
because not only
do we make something cool,
do we make something cool,
176
538084
3041
なぜならただ冷たくするだけではなく
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
何かを実現して世に役立つ機会を
得られたかもしれないからです
得られたかもしれないからです
09:19
That brings me to the next big question.
178
547204
1913
そのことが次の大きな疑問へと導きます
09:21
How do you actually
save energy with this idea?
save energy with this idea?
179
549141
2587
このアイデアで省エネを
どう実現するか？
どう実現するか？
09:23
Well, we believe the most direct way
to save energy with this technology
to save energy with this technology
180
551752
3658
この技術でエネルギーを節約する
最も直接的な方法は
最も直接的な方法は
09:27
is as an efficiency boost
181
555434
1659
現代の空調や冷蔵の
09:29
for today's air-conditioning
and refrigeration systems.
and refrigeration systems.
182
557117
3063
システム効率を増強することであると
信じています
信じています
09:32
To do this, we've built
fluid cooling panels,
fluid cooling panels,
183
560561
2159
そのために液冷パネルを製作しました
09:34
like the ones shown right here.
184
562744
1571
このようなものです
09:36
These panels have a similar shape
to solar water heaters,
to solar water heaters,
185
564339
2667
これらのパネルは
太陽熱温水器のような形状ですが
太陽熱温水器のような形状ですが
09:39
except they do the opposite --
they cool the water, passively,
they cool the water, passively,
186
567030
2920
まったく逆の働きをします
エネルギーを使わず水を冷却します
エネルギーを使わず水を冷却します
09:41
using our specialized material.
187
569974
2067
私たちの作った特殊な材料でです
09:44
These panels can then
be integrated with a component
be integrated with a component
188
572815
2460
このパネルは ほとんどの
冷却システムが備える
冷却システムが備える
09:47
almost every cooling system has,
called a condenser,
called a condenser,
189
575299
2568
凝縮器という部品と
組み合わせることができ
組み合わせることができ
09:49
to improve the system's
underlying efficiency.
underlying efficiency.
190
577891
3133
システムの基本的な効率を向上します
09:53
Our start-up, SkyCool Systems,
191
581367
1896
私たちのスタートアップ企業
SkyCool Systemsは
SkyCool Systemsは
09:55
has recently completed a field trial
in Davis, California, shown right here.
in Davis, California, shown right here.
192
583287
3874
カリフォルニア州デイビスで
実地試験を完了しました
実地試験を完了しました
09:59
In that demonstration,
193
587649
1182
この時のデモでは
10:00
we showed that we could actually
improve the efficiency
improve the efficiency
194
588855
3048
冷却システムの効率を12パーセントも
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
向上できたことを示しました
10:07
Over the next year or two,
196
595474
1254
１年か２年すると
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
空調と冷蔵システムの双方で
商用規模での試験運用が
商用規模での試験運用が
10:12
in both the air conditioning
and refrigeration space.
and refrigeration space.
198
600680
3143
開始されることに大変興奮しています
10:16
In the future, we might be able
to integrate these kinds of panels
to integrate these kinds of panels
199
604260
3587
将来 このようなパネルを取り付けることで
10:19
with higher efficiency
building cooling systems
building cooling systems
200
607871
3309
ビル空調の冷却システムが高効率となり
10:23
to reduce their energy
usage by two-thirds.
usage by two-thirds.
201
611204
2802
エネルギー消費を３分の２
減らせるかもしれません
減らせるかもしれません
10:26
And eventually, we might actually
be able to build a cooling system
be able to build a cooling system
202
614030
3658
最終的には電力を全く必要としない
10:29
that requires no electricity input at all.
203
617712
2563
冷却システムを作れるかもしれないのです
10:32
As a first step towards that,
204
620966
1516
それに向かう第１歩として
10:34
my colleagues at Stanford and I
205
622506
1857
スタンフォードの同僚と私は
10:36
have shown that you could
actually maintain
actually maintain
206
624387
2026
技術を駆使して
10:38
something more than 42 degrees Celsius
below the air temperature
below the air temperature
207
626437
4569
気温より摂氏42度以上低い温度に
維持できることを実証しました
維持できることを実証しました
10:43
with better engineering.
208
631030
1388
10:45
Thank you.
209
633165
1150
ありがとう
10:46
(Applause)
210
634339
4055
（拍手）
10:51
So just imagine that --
211
639196
1151
夏の暑い日に
10:52
something that is below freezing
on a hot summer's day.
on a hot summer's day.
212
640371
3403
何かを氷点下にすることを想像してください
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
冷却に対して私たちができるすべてに
ワクワクしながら
ワクワクしながら
11:02
and I think there's a lot yet to be done,
214
650434
3254
更にできる事があると考えていて
11:05
as a scientist, I'm also drawn
to a more profound opportunity
to a more profound opportunity
215
653712
3468
この研究が指し示す
とても意義深い機会に
とても意義深い機会に
11:09
that I believe this work highlights.
216
657204
2016
科学者として惹かれます
11:11
We can use the cold darkness of space
217
659760
3135
宇宙の冷たい暗黒を
地球上のあらゆる
地球上のあらゆる
11:14
to improve the efficiency
218
662919
1650
エネルギー関連工程の
効率向上に使うことができるのです
効率向上に使うことができるのです
11:16
of every energy-related
process here on earth.
process here on earth.
219
664593
3254
11:21
One such process
I'd like to highlight are solar cells.
I'd like to highlight are solar cells.
220
669204
3317
その一例として取り上げたいのは
太陽電池です
太陽電池です
11:24
They heat up under the sun
221
672934
1445
太陽熱で温度が上昇し
それに連れ効率が下がります
それに連れ効率が下がります
11:26
and become less efficient
the hotter they are.
the hotter they are.
222
674403
2484
11:29
In 2015, we showed that
with deliberate kinds of microstructures
with deliberate kinds of microstructures
223
677276
3877
2015年には 意図的に微細構造を
11:33
on top of a solar cell,
224
681177
1547
太陽電池パネルの表面に装備することで
冷却効果を利用して
冷却効果を利用して
11:34
we could take better advantage
of this cooling effect
of this cooling effect
225
682748
2844
11:37
to maintain a solar cell passively
at a lower temperature.
at a lower temperature.
226
685616
3699
エネルギーを使わず 太陽電池のセルを
低温に保てることを実証しました
低温に保てることを実証しました
11:41
This allows the cell
to operate more efficiently.
to operate more efficiently.
227
689708
2321
太陽電池セルがより効率的に稼働できます
11:44
We're probing these kinds
of opportunities further.
of opportunities further.
228
692627
2968
私たちはこのような機会を模索しています
11:47
We're asking whether
we can use the cold of space
we can use the cold of space
229
695619
3245
私たちは宇宙の冷たさを
水の節約や
水の節約や
11:50
to help us with water conservation.
230
698888
2079
独立電源システムに役立てられないか
11:53
Or perhaps with off-grid scenarios.
231
701316
2349
検討しているところです
11:55
Perhaps we could even directly
generate power with this cold.
generate power with this cold.
232
703689
4167
宇宙の冷たさから 直接
エネルギーを作れるかもしれないのです
エネルギーを作れるかもしれないのです
12:00
There's a large temperature difference
between us here on earth
between us here on earth
233
708522
2953
地球表面と冷たい宇宙の間には
12:03
and the cold of space.
234
711499
1690
温度差が存在します
12:05
That difference, at least conceptually,
235
713213
2128
温度差は 少なくとも理論上
12:07
could be used to drive
something called a heat engine
something called a heat engine
236
715365
2594
熱機関の原動力として利用でき
電気を発生させられます
電気を発生させられます
12:09
to generate electricity.
237
717983
1190
12:11
Could we then make a nighttime
power-generation device
power-generation device
238
719967
3603
そうだとすると
夜間発電機器を作成し
夜間発電機器を作成し
12:15
that generates useful
amounts of electricity
amounts of electricity
239
723594
2397
太陽電池が機能しない間の
実用的な量の電力を
実用的な量の電力を
12:18
when solar cells don't work?
240
726015
1904
作る事ができるのでしょうか？
12:19
Could we generate light from darkness?
241
727943
2534
暗闇から光を作り出せるのでしょうか？
12:23
Central to this ability
is being able to manage
is being able to manage
242
731872
4389
この力の中核になるのは
私たちに身近な
私たちに身近な
12:28
the thermal radiation
that's all around us.
that's all around us.
243
736285
3111
熱放射を管理できるかどうかです
12:31
We're constantly bathed in infrared light;
244
739420
2800
私たちは赤外線に包まれています
12:34
if we could bend it to our will,
245
742666
2452
もし赤外線を私たちの
思う通りに操れたら
思う通りに操れたら
12:37
we could profoundly change
the flows of heat and energy
the flows of heat and energy
246
745142
2730
日々 私たちに浸透している
熱とエネルギーの流れを
熱とエネルギーの流れを
12:39
that permeate around us every single day.
247
747896
2733
根底から変えることができるのです
12:43
This ability, coupled
with the cold darkness of space,
with the cold darkness of space,
248
751190
3341
この力は 宇宙の冷たい暗闇とともに
12:46
points us to a future
where we, as a civilization,
where we, as a civilization,
249
754555
3309
私たちに未来を見せてくれます
12:49
might be able to more intelligently manage
our thermal energy footprint
our thermal energy footprint
250
757888
5238
私たちが文明として 非常に大規模に
熱エネルギーの消費を
熱エネルギーの消費を
12:55
at the very largest scales.
251
763150
1800
賢明に管理し得る未来です
12:57
As we confront climate change,
252
765904
2214
気候変動と立ち向かう際に
13:00
I believe having
this ability in our toolkit
this ability in our toolkit
253
768142
2603
手段の１つとして
この力を持つことが
この力を持つことが
13:02
will prove to be essential.
254
770769
1800
不可欠だとわかってくるでしょう
13:05
So, the next time
you're walking around outside,
you're walking around outside,
255
773428
3198
この次に外を歩き回るときには
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
地球の生命にとって太陽が
どれほど大切なものかに驚きつつ
どれほど大切なものかに驚きつつ
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
空の他の部分からも恩恵を得られることを
忘れてはいけません
忘れてはいけません
13:20
Thank you.
258
788533
1151
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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