Stworzono materiał, który na przemian chłodzi i grzeje

Powstał materiał, który mógłby się przyczynić do znacznego zmniejszenia zużycia energii, a co za tym indzie zanieczyszczenia środowiska. Jego zastosowanie może być bardzo szerokie, od samochodów po budynki mieszkalne.

Badania naukowców z Duke University w Karolinie Południowej zostały opublikowane w „American Chemical Society Energy Letters”.

Nową technologię można porównać do okna, które po naciśnięciu przełącznika może naprzemiennie pozyskiwać ciepło ze światła słonecznego i umożliwiać chłodzenie obiektu.

Wynalazek wykorzystuje technologię elektrochromową, zmieniając kolor po przyłożeniu elektryczności.

– Zademonstrowaliśmy pierwsze urządzenie elektrochromowe, które może przełączać się między ogrzewaniem słonecznym a chłodzeniem radiacyjnym – mówi Po-Chun Hsu, adiunkt inżynierii mechanicznej i materiałoznawstwa z Duke University.

Wynalazek potencjalnie mógłby przyczynić się w Stanach Zjednoczonych do zmniejszenia zużycia energii elektrycznej o całe 20 proc.

Jak to działa?

Materiał wykonany jest z dwóch warstw grafenowych elektrod, które pokryte są warstwą złota. Między nimi znajduje sie ciekły elektrolit, który zawiera nanocząsteczki metali, a na spodzie warstwa odbijająca, czyli lustro. Gdy płynie prąd, nanocząsteczki skupiają się w pobliżu górnej elektrody. W efekcie elektrolit staje się czarny, dzięki czemu pochłania i wychwytuje zarówno widma światła widzialnego, jak i bliskiej podczerwieni wpadającego światła słonecznego, a w rezultacie się nagrzewa. Bez prądu cząsteczki rozpraszają się, odsłaniając lustro, które odbija światło słoneczne, pomagając w chłodzeniu na przykład budynku.

Należy podkreślić, że opracowany przez naukowców materiał nie jest przezroczysty, a więc nie zastąpiłby szyby.

Projekt wymaga dalszych prac, na chwilę obecną jest w stanie wykonać tylko 24 cykle chłodzenia i ogrzewania. Jest to zdecydowanie za mało, aby myśleć o jego komercyjnym zastosowaniu. Po-Chun Hsu sądzi jednak, że to obiecujący kierunek i nie wyklucza, że podobna technologia będzie w przyszłości wykorzystywana do pasywnego ogrzewania i chłodzenia.

Źródło: pubs.acs.org