science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Raamfolie kan de binnentemperatuur egaliseren met behulp van zonne-energie

Een raamfolie met een speciaal ontworpen molecuul zou in staat kunnen zijn om de rand van de ergste middaghitte weg te nemen en in plaats daarvan gelijkmatig te verdelen van 's morgens tot' s avonds. Het molecuul heeft het unieke vermogen om energie van de zonnestralen op te vangen en later als warmte af te geven. Krediet:Yen Strandqvist/Chalmers University of Technology

Een raamfolie met een speciaal ontworpen molecuul zou in staat kunnen zijn om de rand van de ergste middaghitte weg te nemen en in plaats daarvan gelijkmatig te verdelen van 's morgens tot' s avonds. Het molecuul heeft het unieke vermogen om energie van de zonnestralen op te vangen en later als warmte af te geven. Dat blijkt uit onderzoekers van Chalmers University of Technology, Zweden, in het wetenschappelijke tijdschrift Geavanceerde wetenschap .

Op zonnige zomerdagen kan het bijna ondraaglijk zijn om binnen of in de auto te blijven. De warmte straalt naar binnen en zorgt voor een onaangenaam hoge temperatuur voor mensen, dieren en planten. Door gebruik te maken van energie-intensieve systemen zoals airconditioning en ventilatoren, wordt de thermische energie bestreden met andere vormen van energie. Onderzoekers van de Chalmers University of Technology stellen een methode voor die de warmte benut en gelijkmatig over een langere periode verdeelt.

Wanneer hun speciaal ontworpen molecuul wordt geraakt door de zonnestralen, vangt het fotonen op en verandert tegelijkertijd van vorm - het wordt geïsomeriseerd. Als de zon niet meer op de raamfolie schijnt, geven de moleculen tot acht uur na zonsondergang warmte af.

"Het doel is om een ​​aangenaam binnenklimaat te creëren, zelfs als de zon op zijn heetst is, zonder energie te verbruiken of ons op te sluiten achter blinds. Waarom niet optimaal profiteren van de energie die we gratis krijgen in plaats van te proberen ertegen te vechten? " zegt chemicus Kasper Moth-Poulsen, wie het onderzoek leidt.

De video laat zien hoe de moleculen hun kleur verliezen en volledig transparant worden terwijl ze zonne-energie opvangen en geïsomeriseerd raken. Credit:Kasper Moth-Poulsen/Chalmers University of Technology

Bij zonsopgang, wanneer de film geen zonne-energie heeft geabsorbeerd, is hij geel of oranje, aangezien deze kleuren het tegenovergestelde zijn van blauw en groen, dat is het lichtspectrum dat de onderzoekers hebben gekozen om van de zon te vangen. Wanneer het molecuul zonne-energie opvangt en wordt geïsomeriseerd, het verliest zijn kleur en wordt dan volledig transparant. Zolang de zon op de film schijnt, vangt hij energie op, wat betekent dat er niet zoveel warmte door de film en in de kamer dringt. Bij zonsondergang, als er minder zonlicht is, warmte begint vrij te komen uit de film en keert geleidelijk terug naar zijn gele tint en is klaar om de volgende dag weer zonlicht op te vangen.

"Bijvoorbeeld, luchthavens en kantorencomplexen moeten hun energieverbruik kunnen verminderen en tegelijkertijd een prettiger klimaat kunnen creëren met onze film, aangezien de huidige verwarmings- en koelsystemen de snelle temperatuurschommelingen vaak niet bijbenen, ', zegt Moth-Poulsen.

Het molecuul maakt deel uit van een concept dat het onderzoeksteam MOST noemt, wat staat voor Molecular Solar Thermal Storage. Eerder presenteerde het team een ​​energiesysteem voor huizen op basis van hetzelfde molecuul. In dat geval - nadat de zonne-energie door het molecuul was opgevangen - kon het voor een langere periode worden opgeslagen, zoals van zomer naar winter, en vervolgens gebruikt om een ​​heel huis te verwarmen. De onderzoekers realiseerden zich dat ze de stap naar toepassing konden verkorten door het molecuul ook voor een raamfolie te optimaliseren, dat zou ook betere voorwaarden scheppen voor het iets complexere energiesysteem voor woningen.

Wat de onderzoekers nog moeten doen, is de concentratie van het molecuul in de film verhogen en tegelijkertijd de eigenschappen van de film behouden, en de prijs van het molecuul omlaag brengen. Maar volgens Moth-Poulsen staan ​​ze heel dicht bij deze innovatie.

"De stap om onze film toe te passen is zo kort dat het heel snel zou kunnen gebeuren. We bevinden ons in een zeer opwindende fase met MOST, " hij zegt.