Rewolucyjna powłoka zmieniająca kolor – może zarówno ogrzewać, jak i chłodzić budynki
Dzięki innowacyjnej, cienkiej powłoce budynki mogą stać się bardziej energooszczędne. Wynalazek szybko zmienia sposób uwalniania i zatrzymywania ciepła.
Aby utrzymać pożądaną temperaturę w pomieszczeniach, konieczne jest zużycie dużej ilości energii, zarówno latem, jak i zimą. W Stanach Zjednoczonych połowa energii zużywanej w domach jest przeznaczana na ogrzewanie i chłodzenie, co wpływa na wysokość rachunków i zwiększa emisję gazów cieplarnianych.
Mimo iż wiele budynków jest już wyposażonych w izolację termiczną, to wciąż duża część nieruchomości jest wyjątkowo nieefektywna energetycznie.
Naukowcy opracowali cienką folię, która może zmieniać swoją emisję ciepła, co pozwala na efektywne ochładzanie i ogrzewanie budynków. Folia zużywa niewielką ilość energii i wykorzystuje naturalne zjawisko chłodzenia radiacyjnego. Jest to przełomowe odkrycie, które może przyczynić się do poprawy efektywności energetycznej w budynkach. Odkrycie zostało opisane w czasopiśmie naukowym Nature Sustainability.
Przez wiele lat naukowcy pracowali nad zaawansowanymi rozwiązaniami, które pozwolą na oszczędne i skuteczne ogrzewanie oraz chłodzenie budynków. Teraz jednak udało się znaleźć rozwiązanie, które może okazać się przełomowe — stworzono folię o grubości mniejszej niż karta kredytowa, zużywającą minimalną ilość energii. Odkrycie zostało opisane w czasopiśmie naukowym Nature Sustainability.
Jak działa ta rewolucyjna powłoka? Wykorzystuje naturalne zjawisko chłodzenia radiacyjnego, które powoduje obniżenie temperatury w nocy i pomaga w ochłodzeniu całej planety. Folia może przełączać się między wysoką a niską emisją ciepła za pomocą prostego impulsu elektrycznego, co przypomina działanie dynamicznych okien, które mogą kontrolować ilość światła przepuszczanego przez szyby. Do tej pory jednak żadna inna folia budowlana nie była w stanie osiągnąć podobnego efektu w przypadku ciepła średniej podczerwieni.
Nowy materiał działa w trybie chłodzenia, gdyż posiada cienki przewodnik elektryczny ze zbiornikiem wody, zawierającym rozpuszczone jony miedzi. W tym stanie urządzenie oddaje naturalnie ciepło, co pozwala na ochłodzenie wnętrza budynku. W przypadku, gdy na przewodniku zostanie zastosowany niewielki ładunek elektryczny, jony miedzi osadzają się na jego powierzchni, tworząc cienką warstwę na zbiorniku. Dzięki temu, że miedź emituje niewielką ilość ciepła w zakresie średniej podczerwieni, urządzenie je zatrzymuje.
Użycie takiego materiału na budynku spowoduje zmianę jego koloru z białego latem na metaliczno-miedziany zimą.
Zastosowanie tej technologii na zewnątrz budynku według autorów może przyczynić się do oszczędności aż 8,4 proc. energii zużywanej na ogrzewanie i chłodzenie w klimatach charakteryzujących się dużymi wahaniem temperatur w ciągu roku. Niestety, wraz z upływem czasu, występuje utrata wydajności, a ponadto wysoki koszt również stanowi poważne wyzwanie. Folii pokrywającej zewnętrzną warstwę elektrodę wykonaną z drogiego węgla grafenowego o grubości jednego atomu. Aby jednak ta technologia mogła zostać wprowadzona na szeroką skalę i zastosowana komercyjnie, konieczne będzie osiągnięcie podobnej wydajności przy użyciu tańszych materiałów.
Naukowcy mają zamiar przeprowadzić eksperymenty z grafenem niższej jakości oraz innymi tańszymi materiałami, aby znaleźć bardziej opłacalne rozwiązania. Planują również wypróbować tańsze metale, takie jak cynk, jako zamiennik miedzi.
Źródło: scientificamerican.com
