受動放射冷却技術は、エネルギー節約および環境調整における可能性から広く注目されています。しかし、この技術の冷却能力はプランクの法則によって制限されています。近年の研究では、正の光子化学ポテンシャルが理論的な放射パワー密度を向上させる可能性があることが示されていますが、この過程にはエネルギー入力が必要です。本研究では、熱機関と熱放射ダイオード（TRD）を統合した理論モデルを提案し、受動的に正の光子化学ポテンシャルを実現することで理論的に放射冷却パワー密度を強化します。研究結果は、TRDと熱電発電機（TEG）を結合したシステムが冷却パワーを効果的に向上させることを示しています。計算では、カルノー熱機関の高温端と低温端の温度がそれぞれ300 Kと280 Kの場合、TRD-カルノー熱機関結合システムが606.3 W/m²の放射パワー密度ピークに達する可能性があることが示されました。このピーク放射パワー密度は、300 Kでの理想的な黒体放射パワー密度459 W/m²を超える可能性があります。本研究は理論計算を通じて、TRDと熱機関の相乗効果が放射冷却性能を向上させる新たな方法を提供することを示しています。

光子化学ポテンシャル;熱放射ダイオード;電気発光冷却;受動放射冷却