Kolorowe perowskity: technologia okien termochromowych

Naukowcy z Krajowego Laboratorium Energii Odnawialnej Departamentu Energii USA (NREL) poinformowali o przełomie w rozwoju okien termochromowych. Nowa generacja okien pozwoli zdecydowanie zredukować użycie klimatyzatorów, a także wygeneruje energię elektryczną.

Poprawa komfortu cieplnego

Okna są odpowiedzialne za utratę około 30 % energii zużywanej do ogrzewania i chłodzenia budynków. Przyczyniają się do tego przepływ strumieni ciepła przez okna, a także straty na wentylację. W lecie zmagamy się z nadmiernym ogrzewaniem pomieszczeń przez promienie słoneczne, co zwiększa pobór prądu przez klimatyzację. Zimą zaś doświadczamy utraty ciepła na zewnątrz.

Najnowsza technologia została nazwana termochromową fotowoltaiką i wykorzystuje zmianę koloru okna, aby ograniczyć niepożądane promieniowanie słońca i nadmierne nagrzanie pomieszczenia. Zmiana koloru szyby umożliwia też powstanie funkcjonalnego ogniwa słonecznego, które wytwarza dodatkową, ekologiczną energię elektryczną.

Technologia termochromowych okien pozwala przekształcać budynki w samowystarczalne generatory energii. Przełom ten posiada wiele innych zalet: wprowadza dodatkową elastyczność w projektach domów pasywnych, poprawia efektywność energetyczną na określonym obszarze, a także umożliwia dopasowywanie kolorów okien według indywidualnych preferencji. 

Architekci mogą już szykować się na kolejne zmiany w projektowaniu, wprowadzając do projektów okna termochromowe mogą uzyskać zarówno nowoczesne, walory estetyczne, jak i wykorzystać potencjał energetyczny w zeroemisyjnych domach.

Magia perowskitów

Źródło: educalingo.com

Badania nad termochromowymi oknami przeprowadziło dotychczas National Renewable Energy Laboratory (NREL). Amerykańscy eksperci obserwowali proces przyciemniania się okna, które przechodziło w coraz ciemniejsze barwy pod wpływem ogrzania. Perowskity znajdujące się w środku wytworzyły dzięki temu procesowi energię elektryczną. Perowskity mają krystaliczną strukturę, która wykazuje niezwykłą skuteczność w wykorzystywaniu światła słonecznego do wytwarzania energii.

Prototypowe okno wykorzystujące tę technologię stworzyliśmy w ciągu roku –

– powiedział Bryan Rosales, pracownik naukowy NREL.

Naukowcy wykonali szereg doświadczeń, mających na celu uzyskanie zadowalającego efektu. W dwie warstwy szkła badacze włożyli warstwę perowskitu i wstrzyknęli tam parę wodną, aby zmienić poziom wilgotności. Wywołano tym samym reakcję, która spowodowała przemianę kształtu minerału. Kolor pojawia się wraz ze zmianą kształtu kryształu, a obniżenie wilgotności powietrza powoduje, że perowskit powraca do swojego naturalnego stanu przezroczystości.

W technologii okien termochromowych następuje znaczny progres. Dzięki zastosowaniu innego składu chemicznego i materiałów można przyspieszyć transformację kolorów szyb. Czas ten zredukował się z 3 minut do 7 sekund w porównaniu do pierwszych eksperymentów w 2017 roku.

Źródło: sciencedaily.com