受動放射冷却技術は、エネルギー節約と環境調整の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。最近の研究では、正の光子化学ポテンシャルが理論的な放射パワー密度の向上の可能性を持つことが示されていますが、このプロセス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、このモデルは受動的に正の光子化学ポテンシャルを実現し、その結果理論的に放射冷却パワー密度を強化できます。研究結果は、TRDと熱電発電機（TEG）の結合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。計算によると、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は606.3 W/m²の放射パワー密度ピークに達する可能性があります。このピーク値は、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。本研究は理論計算により、TRDと熱機関の相乗効果が放射冷却性能強化の新たな手段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