Поиск энергоэффективных решений для регулирования температуры в здании привел к разработке революционного электрохромного облицовочного материала в Притцкеровской школе молекулярной инженерии (PME) Чикагского университета. Материал может переключаться между твердым и жидким состояниями благодаря частицам меди, которые управляются слабым электрическим током, что приводит к значительной экономии энергии для систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC).
Материал оболочки состоит из нескольких слоев, включая полиуретановую пленку, графеновый лист и золотую сетку. Однако настоящая инновация заключается в водном электролите и частицах меди, которые позволяют материалу регулировать температуру здания. В режиме обогрева частицы меди образуют на пленке твердый слой, поглощающий солнечное тепло. Затем через материал пропускают слабый электрический ток, рассеивая частицы в электролите и позволяя ему перейти в режим охлаждения, при котором тепловая инфракрасная энергия отражается, а не поглощается. Материал может переключаться между этими режимами, и исследователи успешно продемонстрировали 1800 циклов.
Ведущий научный сотрудник доц. Профессор Чун Сюй пояснил, что этот электрохромный облицовочный материал можно сравнить с добавлением или снятием слоев одежды в зависимости от внешней температуры. Переключение между состояниями с низким энергопотреблением позволяет обращаться со зданиями как с людьми, при этом возможно регулирование температуры без необходимости чрезмерных затрат энергии.
Конфигурация твердого теплового режима материала может удерживать 93 процента инфракрасной энергии, с которой он вступает в контакт, в то время как в режиме жидкостного охлаждения он может отражать до 92 процентов этой энергии. Небольшой электрический ток, необходимый для активации переключателя, приводит к экономии до 8,4% затрат на строительство ОВКВ. Материал также можно запрограммировать на изменение при любой желаемой температуре, что делает его пригодным для различных климатических условий. Кроме того, прозрачность материала в режиме охлаждения обеспечивает инновационные возможности дизайна, поскольку он может выступать в качестве элемента дизайна медного цвета в режиме твердого сохранения тепла, показывая любой пигмент, нанесенный на нижний слой в режиме прозрачного охлаждения.
В заключение следует отметить, что этот новый электрохромный облицовочный материал представляет собой крупный прорыв в регулировании температуры в зданиях, предлагая решение с низким энергопотреблением, легко настраиваемое и визуально привлекательное. Поскольку энергоэффективность по-прежнему является важным фактором при проектировании экологически безопасных зданий, эта инновация наверняка вызовет значительный интерес со стороны архитекторов, строителей и инвесторов.
