ABOUT THE SPEAKER
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.

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."

More profile about the speaker
Aaswath Raman | Speaker | TED.com
TED2018

Aaswath Raman: How we can turn the cold of outer space into a renewable resource

奧斯瓦斯拉曼: 如何把外太空的低溫轉變為可再生的資源

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如果我們能用外太空的寒冷黑暗來冷卻地球上的建築物,那會如何?在這場驚奇的演說中,物理學家奧斯瓦斯拉曼 (Aaswath Raman) 詳細說明了他正在開發的技術,這項技術駕馭「夜空冷卻」這種自然的現象,讓紅外線把熱帶離地球,送上太空前去,大大減少我們的冷卻系統所需要的能源。來進一步了解這種方式如何能引領我們在未來能夠智慧地發掘宇宙的能量。
- 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

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00:13
Every一切 summer夏季 when I was growing生長 up,
0
1571
2015
在我成長過程中,每年夏天,
00:15
I would fly from my home in Canada加拿大
to visit訪問 my grandparents祖父母,
1
3610
3382
我會從我在加拿大的家,
搭飛機去看我的祖父母,
00:19
who lived生活 in Mumbai孟買, India印度.
2
7016
1800
他們住在印度孟買。
00:21
Now, Canadian加拿大 summers夏天
are pretty漂亮 mild溫和 at best最好 --
3
9157
3134
現在加拿大的夏天很暖和,
00:24
about 22 degrees Celsius攝氏
or 72 degrees Fahrenheit飛輪海
4
12315
3707
最高大約攝氏 22 度或華氏 72 度,
00:28
is a typical典型 summer's夏天的 day,
and not too hot.
5
16046
2620
這是典型的夏日,不算太熱。
00:31
Mumbai孟買, on the other hand,
is a hot and humid place地點
6
19276
3039
另一方面,孟買
是個又熱又濕的地方,
00:34
well into the 30s Celsius攝氏
or 90s Fahrenheit飛輪海.
7
22339
3218
會超過攝氏 30 度或華氏 90 度。
00:38
As soon不久 as I'd reach達到 it, I'd ask,
8
26364
1586
一抵達孟買,我就會問:
00:39
"How could anyone任何人 live生活, work
or sleep睡覺 in such這樣 weather天氣?"
9
27974
4410
「怎麼可能有人在這種天氣
生活、工作,或睡覺?」
00:45
To make things worse更差, my grandparents祖父母
didn't have an air空氣 conditioner調節器.
10
33539
3646
更糟的是,我的祖父母沒有冷氣。
00:49
And while I tried試著 my very, very best最好,
11
37768
2825
我已經盡了我最大的努力,
00:52
I was never able能夠
to persuade說服 them to get one.
12
40617
2754
但我始終無法
說服他們裝一台冷氣。
00:56
But this is changing改變, and fast快速.
13
44220
3095
但這狀況在改變,且改變得很快。
00:59
Cooling冷卻 systems系統 today今天
collectively account帳戶 for 17 percent百分
14
47914
4341
現今的冷卻系統所用的電量加總起來
01:04
of the electricity電力 we use worldwide全世界.
15
52279
2373
佔全世界用電量的 17%。
01:06
This includes包括 everything
from the air空氣 conditioners空調
16
54676
2394
包括從我暑假
01:09
I so desperately拼命 wanted
during my summer夏季 vacations休假,
17
57094
2777
超想要的冷氣,
01:11
to the refrigeration冷藏 systems系統
that keep our food餐飲 safe安全 and cold for us
18
59895
3610
到超級市場中確保我們的食物安全
且存放於低溫的冷藏系統,
01:15
in our supermarkets超級市場,
19
63529
1231
01:16
to the industrial產業 scale規模 systems系統
that keep our data數據 centers中心 operational操作.
20
64784
4252
到確保我們資料儲存中心
能順利運作的工業規模冷卻系統。
01:21
Collectively, these systems系統
account帳戶 for eight percent百分
21
69624
3485
這些系統所排放的溫室氣體加起來
01:25
of global全球 greenhouse溫室 gas加油站 emissions排放.
22
73133
2250
佔全球總排放的 8%。
01:27
But what keeps保持 me up at night
23
75823
1611
但,讓我睡不著覺的,
01:29
is that our energy能源 use for cooling冷卻
might威力 grow增長 sixfold六倍 by the year 2050,
24
77458
4921
是我們用在冷卻上的能量,
到 2050 年時可能會增為六倍,
01:34
primarily主要 driven驅動 by increasing增加 usage用法
in Asian亞洲 and African非洲人 countries國家.
25
82403
4281
主要的原因是亞洲
和非洲國家的用量增加。
01:39
I've seen看到 this firsthand第一手.
26
87284
1698
我親眼見過。
01:41
Nearly幾乎 every一切 apartment公寓
in and around my grandmother's祖母 place地點
27
89006
3158
幾乎我祖母家附近的每一間公寓,
01:44
now has an air空氣 conditioner調節器.
28
92188
2024
現在都有冷氣了。
01:46
And that is, emphatically重點, a good thing
29
94236
3047
那很明顯是件好事,
01:49
for the health健康, well-being福利
and productivity生產率
30
97307
2699
就溫暖氣候地區居民的健康、
01:52
of people living活的 in warmer回暖 climates氣候.
31
100030
2645
幸福,以及生產力而言。
01:55
However然而, one of the most
alarming驚人 things about climate氣候 change更改
32
103831
3943
然而關於氣候變遷最大的警訊之一,
01:59
is that the warmer回暖 our planet行星 gets得到,
33
107798
2595
就是當地球變得更暖和,
02:02
the more we're going to need
cooling冷卻 systems系統 --
34
110417
2312
我們就會更需要冷卻系統,
02:04
systems系統 that are themselves他們自己 large
emitters發射器 of greenhouse溫室 gas加油站 emissions排放.
35
112753
3759
這些系統本身就是
溫室氣體排放的來源。
02:09
This then has the potential潛在
to cause原因 a feedback反饋 loop循環,
36
117236
3333
這就有可能會形成一個惡性循環,
02:12
where cooling冷卻 systems系統 alone單獨
37
120593
1458
光是冷卻系統
02:14
could become成為 one of our biggest最大 sources來源
of greenhouse溫室 gases氣體
38
122075
2987
就能在這個世紀後期變成最大的
02:17
later後來 this century世紀.
39
125086
1342
溫室氣體來源。
02:18
In the worst最差 case案件,
40
126735
1178
在最糟的狀況中,
02:19
we might威力 need more than 10 trillion
kilowatt-hours千瓦時 of electricity電力 every一切 year,
41
127937
3620
到 2100 年時,
光為了冷卻,我們可能每年
就會需要超過
十兆千瓦小時的電力。
02:23
just for cooling冷卻, by the year 2100.
42
131581
2688
02:26
That's half our electricity電力 supply供應 today今天.
43
134846
2865
那是現今我們電力總供應量的一半。
02:30
Just for cooling冷卻.
44
138198
1150
光為了冷卻。
02:32
But this also point us
to an amazing驚人 opportunity機會.
45
140862
3915
但這也為我們點出了
一個很棒的機會。
02:37
A 10 or 20 percent百分 improvement起色
in the efficiency效率 of every一切 cooling冷卻 system系統
46
145444
4569
如果每一種冷卻系統在效能上
都能有 10%~20% 的改善,
02:42
could actually其實 have an enormous巨大 impact碰撞
on our greenhouse溫室 gas加油站 emissions排放,
47
150037
3484
就會對溫室氣體的排放
有非常大的影響,
02:45
both today今天 and later後來 this century世紀.
48
153545
2465
對於現今以及本世紀後期都是如此。
02:50
And it could help us avert避免
that worst-case最壞的情況下 feedback反饋 loop循環.
49
158080
3549
且它能協助我們避免發生
最糟狀況的惡性循環。
02:54
I'm a scientist科學家 who thinks a lot
about light and heat.
50
162928
3680
我是一位常常在思考
光和熱的科學家。
02:58
In particular特定, how new materials物料
allow允許 us to alter改變 the flow
51
166632
3596
我特別著重研究新材料
如何能協助我們改變
大自然這些基本元素的流動方式,
03:02
of these basic基本 elements分子 of nature性質
52
170252
2016
03:04
in ways方法 we might威力 have
once一旦 thought impossible不可能.
53
172292
2642
用我們以前認為
不可能的方式來做到。
03:07
So, while I always understood了解
the value of cooling冷卻
54
175315
2413
所以,我一直都懂
03:09
during my summer夏季 vacations休假,
55
177752
1944
暑假降溫的重要性,
03:11
I actually其實 wound傷口 up
working加工 on this problem問題
56
179720
2263
由於六年前我遇到的智力難題,
03:14
because of an intellectual知識分子 puzzle難題
that I came來了 across橫過 about six years年份 ago.
57
182007
4006
我實際上已經完成了
解決這個問題的工作。
03:19
How were ancient peoples人們
able能夠 to make ice in desert沙漠 climates氣候?
58
187149
5617
古人怎麼能在沙漠氣候下製冰?
03:25
This is a picture圖片 of an ice house,
59
193894
2936
這張照片中的是一間冰室,
03:28
also called a YakhchalYakhchal,
located位於 in the southwest西南 of Iran伊朗.
60
196854
3627
也叫做「Yakhchal」,
位在伊朗西南部。
03:33
There are ruins廢墟 of dozens許多
of such這樣 structures結構 throughout始終 Iran伊朗,
61
201006
3754
在伊朗各地,有數十個
這類建築物的遺跡,
03:36
with evidence證據 of similar類似 such這樣 buildings房屋
throughout始終 the rest休息 of the Middle中間 East
62
204784
3690
有證據顯示,這類建築物
還遍及了中東其它地區,
03:40
and all the way to China中國.
63
208498
1214
一路延伸到中國。
03:42
The people who operated操作
this ice house many許多 centuries百年 ago,
64
210228
3190
幾百年前使用這些冰室的人
03:45
would pour water
in the pool you see on the left
65
213442
2484
會把水倒入照片左側的池子中,
03:47
in the early evening晚間 hours小時,
as the sun太陽 set.
66
215950
3072
時機是太陽下山,
剛剛進入傍晚的時候。
03:51
And then something amazing驚人 happened發生.
67
219046
1809
接著,神奇的事就會發生。
03:53
Even though雖然 the air空氣 temperature溫度
might威力 be above以上 freezing冷凍,
68
221442
2762
雖然空氣中的溫度還在冰點以上,
03:56
say five degrees Celsius攝氏
or 41 degrees Fahrenheit飛輪海,
69
224228
3698
比如攝氏 5 度,或華氏 41 度,
03:59
the water would freeze凍結.
70
227950
1534
水卻會結冰。
04:02
The ice generated產生 would then be collected
in the early morning早上 hours小時
71
230724
4135
一大清早,產出的冰
就會被收集起來,
04:06
and stored存儲 for use in the building建造
you see on the right,
72
234883
2635
儲存放在右邊的建築物裡備用,
04:09
all the way through通過 the summer夏季 months個月.
73
237542
1936
夏季的所有月份就是這樣渡過。
04:12
You've actually其實 likely容易 seen看到
something very similar類似 at play
74
240133
2719
你們其實有可能見過
類似的現象發生,
04:14
if you've ever noticed注意到 frost form形成
on the ground地面 on a clear明確 night,
75
242876
3452
如果你有注意過,在晴天晚上,
即使空氣溫度在冰點以上,
04:18
even when the air空氣 temperature溫度
is well above以上 freezing冷凍.
76
246352
2745
地面也會形成霜,就是類似的現象。
04:21
But wait.
77
249121
1160
但,等等。
04:22
How did the water freeze凍結
if the air空氣 temperature溫度 is above以上 freezing冷凍?
78
250305
3731
如果空氣溫度沒有低於冰點,
為什麼水會結冰?
04:26
Evaporation蒸發 could have played發揮 an effect影響,
79
254487
1926
蒸發的效應就很重要了,
04:28
but that's not enough足夠 to actually其實
cause原因 the water to become成為 ice.
80
256437
3315
但光是這點還不夠讓水變成冰。
04:32
Something else其他 must必須 have cooled冷卻 it down.
81
260064
2086
還要有其他東西來將水冷卻。
04:34
Think about a pie餡餅
cooling冷卻 on a window窗口 sill窗台.
82
262761
2548
想像一個派,在窗臺上冷卻。
04:37
For it to be able能夠 to cool down,
its heat needs需求 to flow somewhere某處 cooler冷卻器.
83
265619
3611
若要讓它冷下來,
就要讓熱流到比較冷的地方。
04:41
Namely亦即, the air空氣 that surrounds圍繞著 it.
84
269254
1904
也就是,流到它周圍的空氣中。
04:44
As implausible難以置信 as it may可能 sound聲音,
85
272180
2310
雖然這聽起來很不合情理,
04:46
for that pool of water, its heat
is actually其實 flowing流動 to the cold of space空間.
86
274514
5376
一池水的熱怎麼可能
流到低溫的外太空中。
04:54
How is this possible可能?
87
282085
1722
這怎麼有可能發生?
04:56
Well, that pool of water,
like most natural自然 materials物料,
88
284434
3572
嗯,那池水和大部分的
自然材料一樣,
05:00
sends發送 out its heat as light.
89
288030
2150
以光的方式將熱發送出去。
05:02
This is a concept概念
known已知 as thermal radiation輻射.
90
290506
2817
這概念就是大家所知的「熱輻射」。
05:05
In fact事實, we're all sending發出 out our heat
as infrared紅外線 light right now,
91
293792
4468
事實上,我們現在都在
用紅外線光的方式把我們的熱
05:10
to each other and our surroundings環境.
92
298284
1928
發送給彼此和周遭的環境。
05:12
We can actually其實 visualize想像 this
with thermal cameras相機
93
300608
2469
使用熱感攝影機
就能將這現象視覺化,
05:15
and the images圖片 they produce生產,
like the ones那些 I'm showing展示 you right now.
94
303101
3246
它們所產出的影像,
就會類似各位現在看到的這一張。
05:18
So that pool of water
is sending發出 out its heat
95
306744
2262
所以,這一池水把它的熱
05:21
upward向上 towards the atmosphere大氣層.
96
309030
1682
向上發送到大氣中。
05:23
The atmosphere大氣層 and the molecules分子 in it
97
311379
2095
大氣以及大氣中的分子
05:25
absorb吸收 some of that heat and send發送 it back.
98
313498
2555
會吸收其中一些熱,再發送回來。
05:28
That's actually其實 the greenhouse溫室 effect影響
that's responsible主管 for climate氣候 change更改.
99
316077
3822
那其實就是造成
氣候變遷的溫室效應。
05:32
But here's這裡的 the critical危急 thing
to understand理解.
100
320435
2523
但在這裡要了解一個關鍵。
05:34
Our atmosphere大氣層 doesn't absorb吸收
all of that heat.
101
322982
3200
我們的大氣並不會吸收所有的熱。
05:38
If it did, we'd星期三 be
on a much warmer回暖 planet行星.
102
326577
2934
如果會的話,地球就會更暖和許多。
05:41
At certain某些 wavelengths波長,
103
329982
1508
在某些波長,
05:43
in particular特定 between之間
eight and 13 microns微米,
104
331514
3452
特別是在 8~13 微米之間,
05:46
our atmosphere大氣層 has what's known已知
as a transmission傳輸 window窗口.
105
334990
3762
我們的大氣有個所謂的傳送窗口。
05:51
This window窗口 allows允許 some of the heat
that goes up as infrared紅外線 light
106
339402
5517
這扇窗會讓其中一些
以紅外線方式向上發送的熱
05:56
to effectively有效 escape逃逸,
carrying攜帶 away that pool's池的 heat.
107
344943
3333
有效地發散傳送,將池水的熱給帶走。
06:00
And it can escape逃逸 to a place地點
that is much, much colder更冷.
108
348895
3770
這些熱會發散到一個更冷的地方 :
06:05
The cold of this upper atmosphere大氣層
109
353633
1968
大氣上層的低溫當中,
06:07
and all the way out to outer space空間,
110
355625
1674
以及一路到外太空中,
06:09
which哪一個 can be as cold
as minus減去 270 degrees Celsius攝氏,
111
357323
3810
外太空的溫度可以
低到攝氏 -270 度,
06:13
or minus減去 454 degrees Fahrenheit飛輪海.
112
361157
2720
或華氏 -454 度。
06:17
So that pool of water is able能夠
to send發送 out more heat to the sky天空
113
365242
3364
所以那池水發送到天空中的熱
06:20
than the sky天空 sends發送 back to it.
114
368630
1771
就多於天空發送回來的熱。
06:22
And because of that,
115
370425
1150
基於這個理由,
06:23
the pool will cool down
below下面 its surroundings'環境 temperature溫度.
116
371599
3016
那池水會冷卻到比環境更低的溫度。
06:28
This is an effect影響
known已知 as night-sky夜空 cooling冷卻
117
376035
3516
那就是一般所知的夜空冷卻,
06:31
or radiative輻射 cooling冷卻.
118
379575
1400
或稱輻射冷卻。
06:33
And it's always been understood了解
by climate氣候 scientists科學家們 and meteorologists氣象學 家
119
381369
3454
氣候科學家和氣象學家一直都知道
06:36
as a very important重要 natural自然 phenomenon現象.
120
384847
2600
這是個非常重要的自然現象。
06:40
When I came來了 across橫過 all of this,
121
388879
1492
當我接觸到這些資訊時,
06:42
it was towards the end結束
of my PhD博士 at Stanford斯坦福.
122
390395
2642
我已經快要拿到
史丹佛的博士學位了。
06:45
And I was amazed吃驚 by its apparent明顯的
simplicity簡單 as a cooling冷卻 method方法,
123
393061
4429
這種冷卻方法表面是如此簡單,
背後卻又是個複雜的謎,
06:49
yet然而 really puzzled困惑.
124
397514
1266
這讓我感到困惑。
06:51
Why aren't we making製造 use of this?
125
399284
2200
我們為什麼不好好利用它?
06:54
Now, scientists科學家們 and engineers工程師
had investigated調查 this idea理念
126
402744
2881
在過去數十年,科學家和工程師
06:57
in previous以前 decades幾十年.
127
405649
1238
都在研究這個機制。
06:58
But there turned轉身 out to be
at least最小 one big problem問題.
128
406911
3288
但結果發現,至少有一個大問題。
07:02
It was called night-sky夜空
cooling冷卻 for a reason原因.
129
410879
2872
它被稱為夜空冷卻,是有原因的。
07:06
Why?
130
414109
1174
為什麼?
07:07
Well, it's a little thing called the sun太陽.
131
415307
2369
因為有個小東西,叫做太陽。
07:10
So, for the surface表面
that's doing the cooling冷卻,
132
418157
2460
要進行冷卻的表面,
07:12
it needs需求 to be able能夠 to face面對 the sky天空.
133
420641
2174
必需要能夠面向天空。
07:14
And during the middle中間 of the day,
134
422839
1628
在日正當中時,
07:16
when we might威力 want
something cold the most,
135
424491
3150
我們最希望的就是能冷到最低點,
07:19
unfortunately不幸, that means手段
you're going to look up to the sun太陽.
136
427665
2896
很不幸的,在那時候
你得要向上看向太陽。
07:22
And the sun太陽 heats預賽 most materials物料 up
137
430585
1856
而太陽會把大部分的物質加熱,
07:24
enough足夠 to completely全然 counteract抵消
this cooling冷卻 effect影響.
138
432465
2757
熱到足以完全抵消掉這種冷卻效應。
07:28
My colleagues同事 and I
spend a lot of our time
139
436409
2008
同事和我花了很多時間思考
07:30
thinking思維 about how
we can structure結構體 materials物料
140
438441
2112
要如何建構出波長極短的材料,
07:32
at very small length長度 scales
141
440577
1412
07:34
such這樣 that they can do
new and useful有用 things with light --
142
442013
3326
讓它們能與光反應
產生新的、有用的東西——
07:37
length長度 scales smaller
than the wavelength波長 of light itself本身.
143
445363
2990
波長要小於光本身的波長。
07:40
Using運用 insights見解 from this field領域,
144
448377
1580
使用這個領域的洞見,
07:41
known已知 as nanophotonicsnanophotonics
or metamaterials超材料 research研究,
145
449981
3128
也就是一般所知的
奈米光子或超材料研究,
07:45
we realized實現 that there might威力 be a way
to make this possible可能 during the day
146
453133
3500
我們首次發現可能有種辦法
能夠在白天實現這一點,
07:48
for the first time.
147
456657
1173
07:49
To do this, I designed設計
a multilayer多層 optical光纖 material材料
148
457854
3056
我為此設計了一種多層的光學材料,
07:52
shown顯示 here in a microscope顯微鏡 image圖片.
149
460934
1857
在這張顯微鏡影像中可以看見。
07:54
It's more than 40 times thinner更薄
than a typical典型 human人的 hair頭髮.
150
462815
3381
它比一般人髮的 40 分之一還要薄。
07:58
And it's able能夠 to do
two things simultaneously同時.
151
466220
2518
它能夠同時做兩件事。
08:01
First, it sends發送 its heat out
152
469169
1825
首先,它能精準地把熱發送到大氣層
08:03
precisely恰恰 where our atmosphere大氣層
lets讓我們 that heat out the best最好.
153
471018
3802
達到最佳的降溫效果。
08:06
We targeted針對 the window窗口 to space空間.
154
474844
2133
我們對準了通往太空的窗戶。
08:09
The second第二 thing it does
is it avoids避免 getting得到 heated加熱 up by the sun太陽.
155
477519
3431
第二是它能避免被太陽加溫。
08:12
It's a very good mirror鏡子 to sunlight陽光.
156
480974
2400
它是面很好的太陽光反射鏡。
08:16
The first time I tested測試 this
was on a rooftop屋頂 in Stanford斯坦福
157
484315
2714
我第一次測試它時,
是在史丹佛的屋頂上,
08:19
that I'm showing展示 you right here.
158
487053
1762
各位在照片上可以看見。
08:21
I left the device設備 out for a little while,
159
489339
2381
我把這個裝置留在那裡一陣子,
08:23
and I walked up to it after a few少數 minutes分鐘,
160
491744
3071
幾分鐘之後,我走向它,
08:26
and within seconds, I knew知道 it was working加工.
161
494839
2794
在幾秒鐘之內,我就知道它有用。
08:29
How?
162
497657
1158
如何知道的?
08:30
I touched感動 it, and it felt cold.
163
498839
1627
我摸了它,摸起來是冷的。
08:33
(Applause掌聲)
164
501395
4658
(掌聲)
08:38
Just to emphasize注重 how weird奇怪的
and counterintuitive有悖常理 this is:
165
506862
3984
再強調一下這個現象
有多怪異且和直覺不符:
08:42
this material材料 and others其他 like it
166
510870
1730
這種材料及其它相似的材料
08:44
will get colder更冷 when we take them
out of the shade陰涼處,
167
512624
2905
如果離開陰影反而會變得更冷,
08:47
even though雖然 the sun太陽 is shining閃亮的 on it.
168
515553
2360
即使是被陽光直射著。
08:49
I'm showing展示 you data數據 here
from our very first experiment實驗,
169
517937
2683
各位現在看到的
是我們第一次實驗的資料,
08:52
where that material材料 stayed
more than five degrees Celsius攝氏,
170
520644
2739
當時那材料的溫度比空氣的溫度
08:55
or nine degrees Fahrenheit飛輪海, colder更冷
than the air空氣 temperature溫度,
171
523407
3276
低攝氏 5 度或華氏 9 度,
08:58
even though雖然 the sun太陽
was shining閃亮的 directly on it.
172
526707
2814
即使太陽光直射在它上面。
09:02
The manufacturing製造業 method方法 we used
to actually其實 make this material材料
173
530855
3135
實際量產這種材料的方法已然存在。
09:06
already已經 exists存在 at large volume scales.
174
534014
2534
09:08
So I was really excited興奮,
175
536903
1157
我非常興奮,
09:10
because not only
do we make something cool,
176
538084
3041
因為我們不只是
發明出了很酷的東西,
09:13
but we might威力 actually其實 have the opportunity機會
to do something real真實 and make it useful有用.
177
541149
5053
我們可能真的有機會
做出很有用的東西來。
09:19
That brings帶來 me to the next下一個 big question.
178
547204
1913
那就帶出了下一個大問題。
09:21
How do you actually其實
save保存 energy能源 with this idea理念?
179
549141
2587
要如何用這個點子,來節省能源?
09:23
Well, we believe the most direct直接 way
to save保存 energy能源 with this technology技術
180
551752
3658
我們相信,若要用這項技術
來節省能源,最直接的方式
09:27
is as an efficiency效率 boost促進
181
555434
1659
就是對現今的冷氣
09:29
for today's今天的 air-conditioning空調
and refrigeration冷藏 systems系統.
182
557117
3063
和冰箱系統進行效能的提升。
09:32
To do this, we've我們已經 built內置
fluid流體 cooling冷卻 panels面板,
183
560561
2159
為此,我們打造了液態的冷卻板,
09:34
like the ones那些 shown顯示 right here.
184
562744
1571
就像畫面上的這種。
09:36
These panels面板 have a similar類似 shape形狀
to solar太陽能 water heaters加熱器,
185
564339
2667
它們的外型和太陽能熱水器很相似,
09:39
except they do the opposite對面 --
they cool the water, passively被動,
186
567030
2920
差別在於功能相反,
它們能用我們的特殊材料
被動地讓水冷卻。
09:41
using運用 our specialized專門 material材料.
187
569974
2067
09:44
These panels面板 can then
be integrated集成 with a component零件
188
572815
2460
這些冷卻板可以和一個元件整合,
09:47
almost幾乎 every一切 cooling冷卻 system系統 has,
called a condenser聚光器,
189
575299
2568
幾乎所有冷卻系統
都有這個元件:冷凝器,
09:49
to improve提高 the system's系統
underlying底層 efficiency效率.
190
577891
3133
目的是要改善系統的根本效率。
09:53
Our start-up啟動, SkyCoolSkyCool Systems系統,
191
581367
1896
我們的新創公司叫
SkyCool Systems,
09:55
has recently最近 completed完成 a field領域 trial審訊
in Davis戴維斯, California加州, shown顯示 right here.
192
583287
3874
目前已經在加州戴維斯
完成了實地測試,如照片所示。
09:59
In that demonstration示範,
193
587649
1182
在那次展示中,
10:00
we showed顯示 that we could actually其實
improve提高 the efficiency效率
194
588855
3048
我們展現了我們在實做上真的能夠
10:03
of that cooling冷卻 system系統
as much as 12 percent百分 in the field領域.
195
591927
2924
改善冷卻系統的效率達 12%。
10:07
Over the next下一個 year or two,
196
595474
1254
在接下來的一、兩年,
10:08
I'm super excited興奮 to see this go
to its first commercial-scale商業規模 pilots飛行員
197
596752
3904
我很興奮地期待能看到
商業規模的測試開始進行,
10:12
in both the air空氣 conditioning空調
and refrigeration冷藏 space空間.
198
600680
3143
用在包括冷氣以及冰箱上。
10:16
In the future未來, we might威力 be able能夠
to integrate整合 these kinds of panels面板
199
604260
3587
在未來,我們可能可以
把這些冷卻板整合到
10:19
with higher更高 efficiency效率
building建造 cooling冷卻 systems系統
200
607871
3309
更高效能的建築冷卻系統中,
10:23
to reduce減少 their energy能源
usage用法 by two-thirds三分之二.
201
611204
2802
將這些系統所需要使用的
能源減少三分之二。
10:26
And eventually終於, we might威力 actually其實
be able能夠 to build建立 a cooling冷卻 system系統
202
614030
3658
最終,我們可能可以打造一個完全
10:29
that requires要求 no electricity電力 input輸入 at all.
203
617712
2563
不需要電力輸入的冷卻系統。
10:32
As a first step towards that,
204
620966
1516
要做到這點,第一步,
10:34
my colleagues同事 at Stanford斯坦福 and I
205
622506
1857
我和史丹佛的同事
10:36
have shown顯示 that you could
actually其實 maintain保持
206
624387
2026
已經讓大家看到,確實可以
10:38
something more than 42 degrees Celsius攝氏
below下面 the air空氣 temperature溫度
207
626437
4569
將物體維持在比空氣溫度
低攝氏 42 度的狀態,
10:43
with better engineering工程.
208
631030
1388
用更好的工程方式就能做到。
10:45
Thank you.
209
633165
1150
謝謝。
10:46
(Applause掌聲)
210
634339
4055
(掌聲)
10:51
So just imagine想像 that --
211
639196
1151
想像一下,
10:52
something that is below下面 freezing冷凍
on a hot summer's夏天的 day.
212
640371
3403
在炎熱的夏日,有低於冰點的東西。
10:57
So, while I'm very excited興奮
about all we can do for cooling冷卻,
213
645927
4483
所以,雖然我對於我們
能為冷卻做出的貢獻感到很興奮,
11:02
and I think there's a lot yet然而 to be doneDONE,
214
650434
3254
但我認為還有很多還沒完成的,
11:05
as a scientist科學家, I'm also drawn
to a more profound深刻 opportunity機會
215
653712
3468
身為科學家,我也被
這項發明所強調出來的
11:09
that I believe this work highlights強調.
216
657204
2016
深刻機會給深深吸引著。
11:11
We can use the cold darkness黑暗 of space空間
217
659760
3135
我們可以利用太空的寒冷黑暗
11:14
to improve提高 the efficiency效率
218
662919
1650
來改善地球上
11:16
of every一切 energy-related能源相關
process處理 here on earth地球.
219
664593
3254
每一項與能源有關過程的效能。
11:21
One such這樣 process處理
I'd like to highlight突出 are solar太陽能 cells細胞.
220
669204
3317
我想要特別提出來的
其中一種過程,就是太陽能板。
在太陽下,它們會被加溫,
11:24
They heat up under the sun太陽
221
672934
1445
11:26
and become成為 less efficient高效
the hotter they are.
222
674403
2484
當它們本身越熱,就越沒沒效率。
11:29
In 2015, we showed顯示 that
with deliberate商榷 kinds of microstructures組織
223
677276
3877
2015 年,我們展示出在太陽能板上方
11:33
on top最佳 of a solar太陽能 cell細胞,
224
681177
1547
刻意加上微結構,
11:34
we could take better advantage優點
of this cooling冷卻 effect影響
225
682748
2844
就能夠更善加利用這種冷卻效應,
11:37
to maintain保持 a solar太陽能 cell細胞 passively被動
at a lower降低 temperature溫度.
226
685616
3699
來被動地將太陽能板保持在較低的溫度。
11:41
This allows允許 the cell細胞
to operate操作 more efficiently有效率的.
227
689708
2321
這樣太陽能板就能更有效地運作。
11:44
We're probing探測 these kinds
of opportunities機會 further進一步.
228
692627
2968
我們還在進一步研究這些機會。
11:47
We're asking whether是否
we can use the cold of space空間
229
695619
3245
我們在問的問題是,
我們是否能用太空的低溫
11:50
to help us with water conservation保護.
230
698888
2079
來協助我們做水資源保存。
11:53
Or perhaps也許 with off-grid離網 scenarios場景.
231
701316
2349
或許協助我們不再使用電網。
11:55
Perhaps也許 we could even directly
generate生成 power功率 with this cold.
232
703689
4167
我們甚至可以直接用這低溫來發電。
12:00
There's a large temperature溫度 difference區別
between之間 us here on earth地球
233
708522
2953
我們地球這裡的溫度和太空的低溫
12:03
and the cold of space空間.
234
711499
1690
有很大的落差。
12:05
That difference區別, at least最小 conceptually概念,
235
713213
2128
那種落差,至少在概念上,
12:07
could be used to drive駕駛
something called a heat engine發動機
236
715365
2594
可以被用來驅動所謂的熱引擎,
12:09
to generate生成 electricity電力.
237
717983
1190
來產生電力。
12:11
Could we then make a nighttime夜間
power-generation發電 device設備
238
719967
3603
那麼我們是否能夠做出
一種夜晚的發電裝置,
12:15
that generates生成 useful有用
amounts of electricity電力
239
723594
2397
能夠產生夠用的電力,
在太陽能板不能運作時代勞呢?
12:18
when solar太陽能 cells細胞 don't work?
240
726015
1904
12:19
Could we generate生成 light from darkness黑暗?
241
727943
2534
我們能否用黑暗來產生光?
12:23
Central中央 to this ability能力
is being存在 able能夠 to manage管理
242
731872
4389
這項能力的關鍵,在於要能夠管理
12:28
the thermal radiation輻射
that's all around us.
243
736285
3111
我們周遭的熱輻射。
12:31
We're constantly經常 bathed沐浴 in infrared紅外線 light;
244
739420
2800
我們經常處在紅外線光之中;
12:34
if we could bend彎曲 it to our will,
245
742666
2452
如果我們願意改變這一切,
12:37
we could profoundly深深 change更改
the flows流動 of heat and energy能源
246
745142
2730
我們就能深深地改變每天在我們周圍
12:39
that permeate滲透 around us every一切 single day.
247
747896
2733
比比皆是的熱與能量之流動。
12:43
This ability能力, coupled耦合
with the cold darkness黑暗 of space空間,
248
751190
3341
這種能力,再加上太空的寒冷黑暗,
12:46
points us to a future未來
where we, as a civilization文明,
249
754555
3309
就能為我們的文明指點未來的方向,
12:49
might威力 be able能夠 to more intelligently智能 manage管理
our thermal energy能源 footprint腳印
250
757888
5238
讓我們能更智慧地
管理我們的熱能足跡,
12:55
at the very largest最大 scales.
251
763150
1800
且能做到非常大的規模。
12:57
As we confront面對 climate氣候 change更改,
252
765904
2214
我們正在面臨氣候變遷,
13:00
I believe having
this ability能力 in our toolkit工具包
253
768142
2603
我相信把這能力放入我們的工具箱
13:02
will prove證明 to be essential必要.
254
770769
1800
非常的重要。
13:05
So, the next下一個 time
you're walking步行 around outside,
255
773428
3198
所以,下次當你在外面四處走動時,
13:08
yes, do marvel奇蹟 at how the sun太陽
is essential必要 to life on earth地球 itself本身,
256
776650
6344
是的,當我們對太陽
在地球生命的重要性感到驚艷時,
13:15
but don't forget忘記 that the rest休息 of the sky天空
has something to offer提供 us as well.
257
783018
4676
也別忘了天空中的其它部分,
也能為我們提供某些資源。
13:20
Thank you.
258
788533
1151
謝謝。
13:21
(Applause掌聲)
259
789708
4110
(掌聲)
Translated by Lilian Chiu
Reviewed by Yi-Fan Yu

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ABOUT THE SPEAKER
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.

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."

More profile about the speaker
Aaswath Raman | Speaker | TED.com

Data provided by TED.

This site was created in May 2015 and the last update was on January 12, 2020. It will no longer be updated.

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