211service.com
Pigesnis spalvą keičiantis langas
Trisdešimt procentų JAV pastatuose sunaudojamos energijos išleidžiama kompensuojant šilumos nuostolius arba gaunamą naudą per langus. Tai sudaro apie 40 milijardų dolerių elektros sąnaudų kiekvienais metais. Langai, kurių spalva keičiasi keičiantis orams, gali padėti sutaupyti elektros sąnaudų, nes žiemą sugeria saulės šviesą, o vasarą ją atspindi. Tokie langai egzistuoja jau kurį laiką, tačiau jie yra brangūs ir mažai naudojami. Dabar mokslininkai kuria pigius spausdinimo būdus šioms elektrochrominėms sistemoms gaminti ir tikisi pagaminti elektrochromines plėveles, kurias būtų galima iškirpti, kad jos atitiktų esamus langus.
Vitražas : Šiose nuotraukose pavaizduoti du elektrodai, kurie sudaro spalvą keičiančią elektrochrominio lango dalį. Skaidrus elektrodas kairėje buvo impregnuotas ličiu. Tamsus elektrodas dešinėje buvo nusausintas nuo jonų.
Elektrochrominiai langai sujungia medžiagas, kurios keičia spalvą, kai juos veikia mažas elektrinis laukas. Šį pokytį sukelia jutiklių matuojami šviesos arba temperatūros pokyčiai. Su elektrochrominiais langais viskas vyksta dinamiškai – jums nereikia apie tai galvoti, sako Anne Dillon , Nacionalinės atsinaujinančios energijos laboratorijos (NREL) vyresnysis mokslininkas. Problema ta, kad jie per brangūs.
Šią savaitę pas Medžiagų tyrimų draugija susitikimas Bostone, Dillon ir mokslininkas Robertas Tenentas NREL pristatė savo naują ir potencialiai pigesnį elektrochrominių langų gamybos būdą.
Įprastos elektrochrominės sistemos yra sudarytos iš dviejų elektrodų, atskirtų elektrolitu, kuris tarp jų perneša jonus. Elektrodų medžiagos, dažniausiai oksiduoti metalai, pakeičia spalvą, kai į jas patenka ir išeina jonai, tokie kaip ličio.
NREL sistemos yra pagrįstos elektrodais iš nikelio oksido ir volframo oksido ir yra pirmosios elektrochrominės sistemos, pagamintos purškiant pigius pirmtakus ir juos kaitinant. NREL išbandė sistemas naudodama skystą elektrolitą ir šiuo metu kuria sistemas, kurios remiasi kietųjų jonų laidininkais. Kai NREL sistemoje veikia įtampa, ličio jonai pasislenka iš nikelio oksido ir patenka į elektrolitą; iš kitos pusės ličio jonai juda į volframo oksidą. Jonų judėjimas sukelia dviejų elektrodų spalvą.
Tenento teigimu, plėvelių purškimas yra ne tik pigesnė alternatyva, bet ir suteikia tam tikrų pranašumų. NREL komanda nustatė, kad į nikelio oksido rašalo tirpalą įpylus nedidelį kiekį ličio prieš jį spausdinant, buvo sukurta plėvelė, kurios spalva keičiasi daug greičiau ir platesniu diapazonu. Per 29 sekundes, kai litis palieka nikelio elektrodą ir jo spalva tamsėja, elektrodas praleidžia nuo 80 procentų krintančios šviesos iki praleidžia tik 30 procentų. Tenentas sako, kad pridėti nedidelį ličio kiekį naudojant įprastus gamybos būdus būtų daug sunkiau.
Yra ir kitų būdų, kaip padaryti spalvą keičiančius langus, pvz., naudojant medžiagas, kurios, reaguodamos į šviesą, chemiškai keičiasi. Tačiau šios medžiagos yra linkusios degraduoti. NREL grupė kuria metalo oksido elektrodus, tikėdamasi, kad šios medžiagos, kurios yra tvirtos ir nesuyra nuo šviesos, tarnaus ilgai.
Iki šiol NREL sistema buvo išbandyta ant stiklo pagrindų. Siekdama pagaminti tikrai įperkamą langų dangą, grupė stengiasi gaminti elektrochromines plėveles iš lankstaus, skaidraus plastiko. Grupė kalbasi su plastikus gaminančia „DuPont“ apie bendradarbiavimą gaminant elektrochromines plėveles, įterptas tarp vieno iš įmonės karščiui atsparių polimerų. Nikelio oksido pirmtakas turi būti pašildytas iki maždaug 300 ºC, kad susidarytų elektrodo medžiaga, o temperatūra, kurios daugelis plastikų negali toleruoti.