Inteligentní okenní materiál blokuje paprsky bez ohrožení výhledu

Vydáno 12.11.2021 iGlass Asia Pacific

Mezinárodní výzkumný tým vedený vědci z Nanyang Technologické univerzity (NTU) v Singapuru vynalezl „chytrý“ okenní materiál, který řídí prostup tepla bez blokování výhledu, což by mohlo pomoci snížit spotřebu energie potřebné k chlazení a vytápění budov. 

Nový energeticky úsporný materiál pro elektrochromická okna vyvinutý výzkumníky NTU, který funguje pouhým stisknutím spínače, je navržen tak, aby blokoval infračervené záření – což je hlavní složka slunečního záření, které vyzařuje teplo. Materiál má specificky navrženou nanostrukturu a obsahuje pokročilé materiály jako oxid titaničitý (TiO 2), oxid wolframový (WO 3), neodym-niob (Nd-Nb) a oxid cíničitý (SnO2). Kompozitní materiál je určen k nanášení na skleněné okenní panely a při aktivaci elektřinou by uživatelé byli schopni „zapnout a vypnout“ přenos infračerveného záření oknem.

Vynález, který se objevil na přední straně obálky časopisu ACS Omega, mohl podle experimentálních simulací blokovat až 70 % infračerveného záření, aniž by ohrozil výhled skrz okno, protože umožňuje průchod až 90 % viditelného světla.

Materiál je také asi o 30 % účinnější při regulaci tepla než komerčně dostupná elektrochromická okna a je levnější na výrobu díky své odolnosti. Elektrochromická okna jsou dnes běžným prvkem

v „zelených“ budovách. Fungují tak, že se při používání zabarvují a omezují pronikání světla do místnosti.Současná elektrochromická okna však účinně blokují pouze viditelné světlo, nikoli infračervené záření, což znamená, že teplo dále prochází oknem a zahřívá místnost.

Další nevýhodou současné technologie je její trvanlivost, protože výkon elektrochromní složky má tendenci se během tří až pěti let zhoršovat. V laboratorních testech byla elektrochromická technologie NTU podrobena přísným cyklům zapínání a vypínání, aby se vyhodnotila její životnost. Výsledky ukázaly, že vlastnosti okna si zachovaly vynikající stabilitu (blokovaly více než 65 % infračerveného záření), což dokazuje jeho vynikající výkon a potenciál úspory nákladů po dlouhou dobu při použití v udržitelných budovách.

Vedoucí autor studie elektrochromního okna, docent Alfred Tok z NTU School of Materials Science and Engineering, řekl: „Začleněním speciálně navržené nanostruktury jsme umožnili materiálu reagovat ‚selektivním‘ způsobema blokovat blízké infračervené záření. To umožňuje, aby většina viditelného světla procházela, kdykoli je naše elektrochromní okno zapnuto. Výběr pokročilých materiálů také pomohl zlepšit výkon, stabilitu a odolnost chytrého okna.“

Nová elektrochromní technologie může pomoci ušetřit energii, která by byla použita k vytápění a chlazení budov, a mohla by přispět k budoucímu návrhu udržitelných zelených budov, říká výzkumný tým.

Studie odráží závazek univerzity řešit velké výzvy lidstva v oblasti udržitelnosti jako součást strategického plánu NTU 2025, který se snaží urychlit převod výzkumných objevů do inovací, které zmírňují dopad člověka na životní prostředí.

Ve snaze zlepšit výkon své technologie chytrých oken vytvořil tým NTU v samostatné práci systém spínačů, který pomáhá řídit vedené teplo, což je teplo z vnějšího prostředí. Patentovaný spínač NTU obsahuje magnetické částice na bázi uhlíku a tenké filmy, které jsou dobrými vodiči tepla. Když je spínač vypnutý, vedené teplo nemůže procházet oknem. Po zapnutí bude teplo procházet skleněným oknem.

Po integraci s nově vyvinutým elektrochromním materiálem může týmové chytré okno ovládat dva typy přenosu tepla: infračervené záření a vedení tepla, což je hlavní způsob přenosu tepla hmotou.

První autor studie, Dr. Ronn Goei, vedoucí výzkumný pracovník na NTU School of Materials Science and Engineering, řekl: „Integrací jak nového elektrochromického materiálu, který jsme vynalezli, tak patentovaného spínače v okně můžeme vytvořit inteligentní okno s jedinečnými schopnostmi. Díky schopnosti ovládat infračervené teplo vyzařované ze slunce a vedené teplo procházející oknem očekáváme, že tato technologie bude zvláště užitečná v mírném klimatu, protože obyvatelé budovy ji mohou použít k regulaci tepelných ztrát nebo zisků podle potřeby měnících se ročních období, a přitom si stále užívat velkou část výhledu.“

Spoluautor profesor Shlomo Magdassi z Ústavu chemie na Hebrejské univerzitě v Jeruzalémě se vyjádřil takto: „Očekává se, že výsledek výzkumu umožní výrobu jedinečných oken, která povedou k úsporám energie. Toto je vynikající příklad vědecké spolupráce mezi výzkumníky na NTU a na Hebrejské univerzitě v Jeruzalémě, díky programu CREATE Singapurské národní výzkumné nadace. “ 

Výzkumný tým doufá, že v budoucnu přenese vynález z laboratoře na trh. Navázala partnerství s výrobcem skel iGlass Asia Pacific při dalších testech a zkoumání možného začlenění chytrých oken do svých projektů pro zlepšení účinnosti a udržitelnosti.

„Je naší výsadou a ctí podniknout tuto inovační cestu s NTU. Zatímco máme komerční a aplikační znalosti, hluboké know-how NTU z technického hlediska posunulo realizaci projektu na další úroveň, která přesahuje naše očekávání,“  uzavírá Jeremy Sani, ředitel singapurské společnosti iGlass Asia Pacific specializující se na inovativní výrobu skla a průmyslový spolupracovník výzkumné studie.

zdroj: TechXplore

Zadejte e-mailovou adresu

a nic ze Světa průmyslu vám už neunikne!

Vaše osobní údaje budeme zpracovávat pouze za účelem zasílání newsletterů, a to v souladu s platnou legislativou a zásadami ochrany osobních údajů. Svůj souhlas se zasíláním a zpracováním osobních údajů můžete kdykoli odvolat prostřednictvím odhlašovacího odkazu v každé kampani.

Rozhovory

Tisk 3D plastů dobývá průmysl

Tisk 3D plastů dobývá průmysl

Vydáno 16.11.2021

Plastový 3D tisk patří mezi ty technologie Průmyslu 4.0, kterým se v minulosti nedostávalo tolik pozornosti. V současné době však prudce dohání tempo a nachází své nezastupitelné místo v průmyslu. Tuto pozici si nevydobyl náhodou – dokazují to i příklady jeho využití z výroby ŠKODA AUTO. Jaké je hlavní využití 3D tisku plastů ve výrobních podnicích? Kam směřuje jeho […]

Magnety jsou pojítkem, prodáváme efektivitu

Magnety jsou pojítkem, prodáváme efektivitu

Vydáno 8.11.2021

Společnost WALMAG MAGNETICS s.r.o. bude letos slavit, a to hned dvakrát. ,,Finanční rok sice skončil, ale už teď máme zásoby objednávek na rekordních číslech a stále přibývají. Budeme tedy pokračovat v tom, co děláme,” říká Filip Šejba, spolumajitel společnosti.  Můžete nám představit vaše produkty, případně o které je v současnosti největší zájem? Již více než 30 […]

Vize digitálního závodu Continental

Vize digitálního závodu Continental

Vydáno 27.7.2021

Koncept digitálního závodu je pojem, který dnes řeší nespočet společností. Jakým způsobem se ,,mění“ společnost Continental Automotive Czech Republic? Jaké trendy udává závod v Brandýse nad Labem, jakožto nominovaný modelový závod pro digitalizaci? Zeptali jsme se Tomáše Vondráka, který jako první Čech usedl do vedení firmy a v současnosti zastává pozici Plant Manager (čtyř závodů […]

TECHNOLOGIE LIBS NA MARSU I V BRNĚ

TECHNOLOGIE LIBS NA MARSU I V BRNĚ

Vydáno 15.6.2021

Rozhovor s doc. Pavlem Pořízkou, Ph.D., vedoucím výzkumného týmu zabývajícího se laserovou spektroskopií, nejen o jejím využití, ale i o vlastním start-upu Lightigo. Úspěchy brněnských vědců s technologií LIBS tak zasahují do širokého spektra odvětví.   Interdisciplinární výzkum a vývoj kombinuje inženýrství, fyziku plazmatu, analytickou chemii, statistiku i například biologii. Jak je vůbec možné a náročné tohle […]

Zobrazit Více