Przecław News

Informacje o Polsce. Wybierz tematy, o których chcesz dowiedzieć się więcej w Wiadomościach Przecławia.

Inżynier – Materiały budowlane oferuje niskoenergetyczne rozwiązanie do utrzymywania temperatury

Inżynier – Materiały budowlane oferuje niskoenergetyczne rozwiązanie do utrzymywania temperatury

Słabo izolowane budynki mogą korzystać z elektrycznych materiałów budowlanych, które pochłaniają lub emitują ciepło w zależności od temperatury zewnętrznej.

Zespół z Pritzker School of Molecular Engineering (PME) Uniwersytetu w Chicago powiedział, że w upalne dni materiał może emitować do 92 procent zawartego w nim ciepła podczerwonego, aw zimne dni emituje siedem procent zawartego w nim promieniowania podczerwonego.

„Zasadniczo wymyśliliśmy niskoenergetyczny sposób traktowania budynku jak ludzi; możesz dodać warstwę, gdy jest zimno i zdjąć warstwę, gdy jest gorąco” – powiedział Asst. a. Bo Chun Hsuktóry kierował badaniami opublikowanymi w Zrównoważony charakter. „Ten rodzaj inteligentnego materiału pozwala nam utrzymać temperaturę w budynku bez ogromnych ilości energii”.

Niektóre szacunki sugerują, że budynki odpowiadają za 30 procent światowego zużycia energii i emitują 10 procent wszystkich globalnych gazów cieplarnianych, przy czym około połowa tego śladu energetycznego przypada na ogrzewanie i chłodzenie.

„Przez długi czas większość z nas uważała kontrolę temperatury w pomieszczeniu za coś oczywistego, nie zastanawiając się, ile energii to wymaga” – powiedział Hsu w oświadczeniu. „Jeśli chcemy przyszłości neutralnej pod względem emisji dwutlenku węgla, myślę, że musimy pomyśleć o różnych sposobach kontrolowania temperatury budynku w bardziej energooszczędny sposób”.

Naukowcy opracowali wcześniej radiacyjne materiały chłodzące, które pomagają utrzymać chłód w budynkach, zwiększając ich zdolność do emitowania promieniowania podczerwonego. Istnieją również materiały, które blokują emisję promieniowania podczerwonego w chłodniejszym klimacie.

Teraz Hsu i jego współpracownicy zaprojektowali niepalny elektryczny materiał budowlany, który ma powłokę, która może przybierać dwie formy: litej miedzi, która zatrzymuje większość ciepła podczerwonego, lub roztworu wodnego, który emituje promieniowanie podczerwone. W dowolnej wybranej temperaturze roboczej urządzenie może zużywać niewielką ilość energii elektrycznej do indukowania chemicznego przejścia między stanami poprzez wytrącanie miedzi w cienką warstwę lub usuwanie miedzi.

READ  Laureat Nagrody Nobla, fizyk Stephen Weinberg umiera w wieku 88 lat

W swoim artykule naukowcy wyjaśniają, w jaki sposób urządzenie może szybko i odwracalnie przełączać się między stanem metalicznym a ciekłym. Wykazali, że zdolność przełączania się między dwiema formami pozostaje skuteczna po 1800 cyklach.

Następnie zespół stworzył modele pokazujące, w jaki sposób ich materiały mogą obniżyć koszty energii w typowych budynkach w 15 różnych miastach USA. Zgłaszają, że w przeciętnym budynku komercyjnym energia elektryczna wykorzystywana do wywołania zmian elektrycznych w materiale stanowiłaby mniej niż 0,2 procent całkowitego zużycia energii elektrycznej w budynku, ale mogłaby zaoszczędzić 8,4 procent rocznego zużycia energii w budynku HVAC.

„Kiedy przełączasz się między stanami, nie musisz zużywać więcej energii, aby pozostać w żadnym ze stanów” – powiedział Hsu. „Tak więc w przypadku budynków, w których nie trzeba często przełączać się między tymi stanami, naprawdę zużywa bardzo mało energii elektrycznej”.
Grupa Hsu do tej pory stworzyła kawałki materiału o średnicy około 6 cm, ale przewidują, że wiele kawałków materiału można by złożyć w większe płyty. Powiedzieli, że materiał można również modyfikować, aby używać różnych niestandardowych kolorów, ponieważ faza wodna jest półprzezroczysta i można za nią umieścić prawie każdy kolor bez wpływu na jej zdolność do pochłaniania promieniowania podczerwonego.

Naukowcy badają teraz różne sposoby wytwarzania materiału. Planują również zbadać, w jaki sposób przydatne mogą być pośrednie stany materii.