Inteligentný náter na strechu odráža teplo v lete a zachytáva ho v zime
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 17. 12. 2021
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Inžinieri z Berkeley Lab vyvinuli strešný náter, ktorý dokáže udržať budovu teplejšiu alebo chladnejšiu, v závislosti od počasia. Keď je vonku teplo, materiál bude odrážať slnečné svetlo a teplo, ale toto sálavé chladenie sa v zime automaticky vypne, čím sa zníži spotreba energie na vykurovanie aj chladenie.
Sálavé chladiace systémy fungujú tak, že čerpajú tepelné žiarenie, čiže teplo, z budovy a potom ho vyžarujú do neba. Iné verzie používajú reflexné povrchy, ako sú napríklad superbiele farby, ktoré odrážajú slnečné svetlo a teplo, čím udržiavajú budovu chladnejšiu. No zatiaľ čo tieto systémy môžu dobre fungovať na to, aby dom zostal chladný v lete, udržujú ho aj chladnejší v zime.
V novej štúdii preto tím výskumníkov z Berkeley Lab vyvinul náter, ktorý by sa namiesto toho mohol automaticky prepnúť na zachytávanie tepla, keď ortuť v teplomere klesne. Materiál nazývajú ako teplotne adaptívny sálavý povlak (Temperature-Adaptive Radiative Coating, v skratke TARC). Kľúčom k technológii je zlúčenina nazývaná ako oxid vanadičný (VO2). V roku 2017 tím objavil nezvyčajnú vlastnosť VO2 – keď dosiahne 67 stupňov Celzia, materiál bude viesť elektrinu, ale nie teplo, čo je zjavné porušenie známej fyziky.
Teraz tím využil túto vlastnosť. Myšlienka je taká, že keď sa oteplí, materiál absorbuje a vyžaruje tepelné infračervené svetlo, a tak ho drží ďaleko od budovy. Ale keď je chladné počasie, materiál je priehľadný pre teplo, čo mu umožňuje prejsť priamo zo Slnka do budovy.
Tím testoval technológiu pomocou 2 cm2 tenkovrstvových náterov TARC a porovnal ich so vzorkami komerčných tmavých a bielych strešných materiálov. Bezdrôtové zariadenia pritom merali zmeny priameho slnečného žiarenia a teploty.
Ukázalo sa, že materiál TARC fungoval prekvapivo dobre. Podľa meraní TARC odrážal asi 75 percent slnečného svetla bez ohľadu na počasie, ale keď bola okolitá teplota nad 30 stupňov Celzia, vyžaroval až 90 percent svojho tepla na oblohu. Keď sa počasie ochladilo pod 15 stupňov Celzia, TARC uvoľnil len 20 percent svojho tepla.
Vedci tvrdia, že TARC by sa mohol prispôsobiť aj ako materiál na reguláciu teploty pre autá, elektroniku, satelity a dokonca aj látky na stany alebo oblečenie. Je zaujímavé, že nezávislý tím práve oznámil podobný náter na sklá a okná, pričom ako jednu z aktívnych zložiek používa nanočastice oxidu vanadičného.
V pláne sú ďalšie experimenty s použitím väčších prototypov TARC, aby sa otestovalo, aké praktické by mohli byť ako strešný náter. Výskum bol publikovaný v magazíne Science.
