Alternativ Energia www.alternativenergia.hu
A Coloradói Egyetem (Boulder, Egyesült Államok) mérnökcsapata olyan metaanyagot – a természetben nem létező, speciális tulajdonságokkal bíró anyagot – hozott létre, amely tetszőleges méretű épületfelület burkolására alkalmas, és egyfajta passzív légkondicionálóként működik. Az ökoburkolat nem kevesebbet tud, mint hogy mindenfajta energia- és vízfelhasználás nélkül lehűti a vele bevont épületszerkezeteket, még akkor is, ha azok közvetlen …
A Coloradói Egyetem (Boulder, Egyesült Államok) mérnökcsapata olyan metaanyagot – a természetben nem létező, speciális tulajdonságokkal bíró anyagot – hozott létre, amely tetszőleges méretű épületfelület burkolására alkalmas, és egyfajta passzív légkondicionálóként működik. Az ökoburkolat nem kevesebbet tud, mint hogy mindenfajta energia- és vízfelhasználás nélkül lehűti a vele bevont épületszerkezeteket, még akkor is, ha azok közvetlen napsütésnek vannak kitéve.
Környezetbarát megoldás
A metaanyag-bevonat oly módon hűti a vele beburkolt épületet, hogy hatékonyan visszaveri a beeső napfényt, miközben infravörös sugárzás formájában elvezeti a felület saját hőjét is. A Science folyóiratban leírt új burkolóanyag környezetbarát kiegészítő megoldást kínálhat a hővel működő erőművek hűtésére, amelyeknek üzemi hőmérsékleten tartása a jelenlegi technológiák mellett nagy mennyiségű hűtővizet és elektromosságot igényel. A coloradói kutatók hibrid üveg-polimer burkolóanyagának vastagsága mindössze 50 mikron – alig több, mint a konyhai alufóliáé –, és gazdaságos módon, hengerekre tekercselve gyártható, ezért tetszőlegesen nagy mérettartományban előállítható úgy lakóépületek, mint gazdasági és ipari létesítmények burkolására. Arra számítunk, hogy alacsony gyártási költségeinek köszönhetően az új anyag áttörést hoz majd a sugárzásos hűtési technológia gyakorlati alkalmazásában” – nyilatkozta Xiaobo Yin, az egyetem mechanikai mérnöki tanszékének, valamint anyagmérnöki és anyagtudományi programjának oktatója, a kutatás társirányítója.
Passzív sugárzás
Az anyag működésének kulcsa a passzív sugárzásos hűtésként ismert jelenség, melynek révén a tárgyak természetes módon, külső energiaforrás bevonása nélkül, infravörös sugárzás formájában hőt vesztenek. A passzív hősugárzás jelenségét már korábban is kihasználták az építészek egyes lakóépületek éjszakai lehűlésének elősegítésére, de a nappali hűtés a melegebb klímán mindeddig megoldhatatlan tervezési problémát jelentett. Napsütésnek kitett épületszerkezetek esetében már egészen kis mennyiségű közvetlenül elnyelt napenergia is elegendő a passzív hűtés hatásának semlegesítésére.
A Boulder mérnökei kettős kihívással szembesültek: olyan anyagot kellett létrehozniuk, amely teljesen visszaveri a napsugárzást a légkörbe, ugyanakkor lehetőséget biztosít arra, hogy az alatta meghúzódó szerkezetből hő távozzék el infravörös sugárzás formájában. A feladatot úgy oldották meg, hogy a látható fénytartományban visszaverő, viszont az infravörös tartományban kisugárzó üveg mikrogyöngyöket ágyaztak be a polimer hordozórétegbe. Mindezt alulról megtoldották egy vékony ezüstréteggel, amely maximalizálja az anyag spektrális visszaverő képességét. Mind az üveg-polimer metaanyag gyártása, mind az ezüstbevonat hozzáadása ipari méretben, hengeres eljárással történik.
A teszteken bevált
A Coloradóban és Arizonában végzett terepi vizsgálatok során a metaanyag a 72 órás folyamatos tesztidőszak alatt mért 110 W/m2-nél nagyobb átlagos sugárzásteljesítményével remekül szerepelt. A bevonat még közvetlen, tűző déli napsütésben is több mint 90 W/m2 sugárzásos hőleadásra volt képes. Ez a hűtésteljesítmény nagyjából megfelel egy ugyanekkora területű napelemből kinyerhető teljesítménynek, viszont megvan az a nem elhanyagolható előnye, hogy a napelemmel ellentétben éjjel-nappal folyamatosan működik. A teljes cikk itt olvasható.
