Cercetătorii de la Pritzker School of Molecular Engineering (PME) de la Universitatea din Chicago au dezvoltat o soluție interesantă pentru reglarea temperaturii clădirilor.
Ei au proiectat un material de construcție „asemănător unui cameleon” care își schimbă culoarea ȋn infraroșu și cantitatea de căldură pe care o absoarbe și o emite în funcție de temperatura exterioară.
Materialul poate emite până la 92% din căldura în infraroșu pe care o conține, răcind astfel interiorul unei clădiri. Și în zilele mai reci, materialul emite doar șapte procente în infraroșu, ajutând la menținerea caldă a clădirii.
„Am descoperit, în esență, o modalitate de a trata o clădire ca pe o persoană cu consum redus de energie, adaugi un strat când este frig și scoți un strat când este cald”, a spus într-un comunicat Profesorul asistent Po-Chun Hsu, care a condus cercetarea.
„Acest tip de material inteligent ne permite să menținem temperatura într-o clădire fără cantități uriașe de energie.” a adăugat el.
Studiul este publicat în Nature Sustainability.
Avem nevoie de clădiri care se pot adapta la condiții meteorologice extreme și variabile
Potrivit unui studiu, clădirile consumă echivalentul a 36% din consumul final de energie al lumii. Iar aproximativ 30% din consumul global de energie este folosit pentru funcționarea clădirilor.
„De mult timp, cei mai mulți dintre noi am luat de la sine controlul temperaturii interioare, fără să ne gândim de câtă energie este nevoie. Dacă ne dorim un viitor cu emisii negative de carbon, cred că trebuie să luăm în considerare diverse moduri de a controla temperatura clădirii într-un mod mult mai eficient din punct de vedere energetic”, a spus Hsu.
În condițiile în care încălzirea globală provoacă fenomene meteorologice extreme, trebuie să creăm clădiri care se pot adapta la vreme variabilă.
Hsu și colegii săi au proiectat un material de construcție „electrocromic” neinflamabil, care conține un strat care poate prelua cupru solid care reține cea mai mare parte a căldurii în infraroșu sau o soluție apoasă care emite în infraroșu.
Dispozitivul folosește o cantitate mică de electricitate pentru a declanșa schimbarea chimică între aceste stări fie prin depunerea cuprului într-o peliculă subțire, fie prin îndepărtarea cuprului.
Dispozitivul poate comuta „rapid și reversibil între starea metalică și cea lichidă” și poate comuta efectiv între cele două configuraţii chiar și după 1.800 de cicluri.
Echipa a creat apoi modele ca să afle modul în care materialul lor ar putea reduce costurile energetice în clădirile din 15 orașe diferite din SUA. Potrivit acestora, „electricitatea utilizată pentru a induce modificări electrocromice în material ar fi mai mică de 0,2% din consumul total de energie electrică a clădirii, dar ar putea economisi 8,4% din consumul anual de energie HVAC al clădirii”.
Cercetătorii investighează acum diferite moduri de fabricare a materialului.
Până acum, echipa a creat bucăți din material care măsoară doar șase centimetri diametru. Cu toate acestea, multe astfel de petice de material ar putea fi asamblate ca și sindrila în foi mai mari, iar materialul ar putea fi, de asemenea, ajustat pentru a utiliza culori diferite, personalizate, fără a împiedica capacitatea sa de a absorbi în infraroșu.
„Am demonstrat că controlul radiativ poate juca un rol în controlul unei game largi de temperaturi ale clădirii în diferite anotimpuri”, a spus Hsu.
„Continuăm să lucrăm cu inginerii și sectorul construcțiilor pentru a analiza modul în care acest lucru poate contribui la un viitor mai durabil.” a adăugat el.
Articol de Răzvan Lupu
