Inteligentne okna termochromowe mogą odmienić efektywne energetycznie sterowanie klimatem wewnętrznym
WarsawNaukowcy z Uniwersytetu Rice opracowali inteligentny materiał, który zmienia swoją przejrzystość w zależności od temperatury. Materiał ten jest bardziej wytrzymały, bardziej przejrzysty i bardziej reaktywny, co czyni go lepszym rozwiązaniem do efektywnego chłodzenia pomieszczeń. Klimatyzacja zużywa dużo energii i znacznie przyczynia się do globalnych emisji węgla. Dlatego nowe metody pasywnego chłodzenia są bardzo istotne.
Materiał opracowany przez zespół z Rice University składa się z unikalnej mieszanki polimerów. Ta mieszanka zawiera:
- Dwa rodzaje polimerów
- Pewien rodzaj soli
Naukowcy udoskonalili materiał, który płynnie przechodzi od przejrzystości do zmętnienia w zależności od temperatury. Ta właściwość umożliwia regulację światła słonecznego, co czyni materiał idealnym wyborem dla inteligentnych okien.
Nowy materiał wyróżnia się dzięki swoim cechom:
- Wyjątkowa trwałość z szacowaną żywotnością do 60 lat
- Opłacalna i skalowalna produkcja
- Przyjazność dla środowiska dzięki zmniejszeniu zużycia energii
- Praktyczne zastosowanie w różnych środowiskach architektonicznych
Obecne materiały termochromowe są nietrwałe, kosztowne i mało skuteczne. Ta nowa mieszanina polimerów rozwiązuje te problemy. Może zrewolucjonizować projektowanie budynków, wprowadzając materiały energooszczędne, które przepuszczają światło i zmniejszają zapotrzebowanie na systemy chłodzenia.
Zmiany klimatyczne powodują, że fale upałów stają się częstsze i bardziej intensywne. Ta technologia pomaga radzić sobie z problemami wynikającymi z cieplejszego klimatu. W przeciwieństwie do klimatyzacji, która wymaga energii elektrycznej, okna termochromowe samodzielnie redukują ciepło. Może to obniżyć rachunki za energię i zmniejszyć emisję dwutlenku węgla.
Badania terenowe i symulacje komputerowe wykazały praktyczne korzyści płynące z tej technologii. Przyszłe budynki mogą włączać te inteligentne materiały, aby maksymalizować efektywność energetyczną. Zapewni to rozwiązania dla:
- architektury miejskiej dążącej do zrównoważonego rozwoju,
- budynków mieszkalnych, które potrzebują zmniejszyć zużycie energii elektrycznej,
- budynków komercyjnych starających się obniżyć koszty operacyjne.
Badacze z różnych dziedzin współpracowali nad tym projektem, aby rozwiązać problemy związane z efektywnością energetyczną. Dzięki zaangażowaniu ekspertów z zakresu nauki o materiałach oraz nanoenergetyki, zespół zdobył nowe pomysły i ulepszył swoje innowacyjne rozwiązania.
Ten termochromowy materiał wykorzystuje zarówno naturalne, jak i sztuczne składniki, aby pokazać, że wdrażanie inteligentnych systemów do budynków to nie tylko przyszłościowa koncepcja, ale użyteczne i potrzebne rozwiązanie już teraz. Te innowacje wskazują na przyszłość, w której inteligentne materiały odgrywają kluczową rolę w zrównoważonym budownictwie.
Badanie jest publikowane tutaj:
http://dx.doi.org/10.1016/j.joule.2024.07.020i jego oficjalne cytowanie - w tym autorzy i czasopismo - to
Sreehari K. Saju, Anand B. Puthirath, Shancheng Wang, Thierry Tsafack, Lucas K. Beagle, Andrey Baydin, Nithya Chakingal, Natsumi Komatsu, Fuyang Tay, Arvin Sharma, Rohini Sreenivasan, Junichiro Kono, Robert Vajtai, Nicholas R. Glavin, Yi Long, Pulickel M. Ajayan. Thermochromic polymer blends. Joule, 2024; DOI: 10.1016/j.joule.2024.07.020Udostępnij ten artykuł