умные окна станут реальностью! американские исследователи разработали новую технологию наночастиц диоксида ванадия
около 30% используемой энергии в строительстве в Соединенных Штатах каждый год теряется из-за низкой энергоэффективности оконных материалов. такие потери энергии вызывают около 42 миллиардов долларов США в год.
В связи с этим, если Национальная лаборатория США по энергетике (доу) Аргонн сможет коммерциализировать новый запатентованный процесс синтеза наночастиц диоксида ванадия для создания энергоэффективного и экономичного «умного окна», проблема высокого энергопотребления может начать меняться ,
Аргоннский национальный эксперимент подал заявку на патент на новый процесс синтеза наночастиц диоксида ванадия, который делает производство энергоэффективных «умных окон» более экономичным.
Ли Цзе, инженер-химик из аргоннской национальной лаборатории, сказал: «Нам необходимо разработать непрерывный процесс, чтобы быстро и экономично производить эту наночастицу и быстро выводить ее на рынок». Ранее Ли и его коллеги из аргоннской национальной лаборатории получили нам патентная лицензия на процесс.
Интеллектуальные термохромные окна автоматически поглощают инфракрасную энергию в зимний период, чтобы сохранить тепло в здании и сохранить его в холодном состоянии, блокируя инфракрасную энергию летом. кроме того, li также указывает на то, что пленка диоксида ванадия на основе наночастиц имеет значение солнечной модуляции примерно в два раза больше, чем у обычной пленки. среди них так называемая солнечная модуляция - это фактически количество солнечной энергии, которое может контролироваться материалами диоксида ванадия при низких и высоких температурах. кроме того, диоксид ванадия nano обладает скоростью, подобной переключателю, то есть он может быть завершен в микро- или наносекундах от блокирования инфракрасных лучей до проникающих инфракрасных лучей.
Ральф Мюлейзен, руководитель проекта по архитектурной науке в аргоннской национальной лаборатории, сказал, что термохромная технология привлекла интерес отрасли, но из-за ее высокой стоимости и ограниченной производительности она используется только в некоторых продуктах. ключевой вопрос заключается в том, что наноформы диоксида ванадия являются лучшими материалами для интеллектуальных окон, однако до настоящего времени никто не знал, как производить наночастицы диоксида ванадия при достаточно низких затратах для поддержки коммерциализации.
Мюхлейзен сказал: «Использование наночастиц повышает эффективность материалов, а изобретенный нами процесс непрерывного потока снижает стоимость их производства, поэтому эта технология очень важна для производителей окон. Однако, что еще важнее, изобретенный нами производственный процесс сам по себе подходит для множества других материалов, которые требуют изготовления наночастиц ".
обычные термохромные пленки содержат упорядоченные материалы из диоксида ванадия, которые имеют гораздо более высокую температуру реакции, чем легированные материалы из наночастиц. традиционные окна должны достигать 154 градусов по Фаренгейту (68 ° C), чтобы начать блокировать инфракрасное тепло. окно, содержащее наночастицы диоксида ванадия вольфрама, достигло этой критической температуры перехода при 77 градусах по Фаренгейту (25 ° C).
в отличие от традиционных окон, это окно, содержащее наночастицы, не требует окраски для повышения энергоэффективности. Кроме того, по оценкам muehleisen, технология непрерывной обработки потока в аргоннской национальной лаборатории может сделать затраты на производство наночастиц как минимум в пять раз ниже, чем в традиционных методах.
По данным наномаркетов lc, рынок «умных окон» в 2014 году стоил 1 миллиард долларов, и ожидается, что к 2021 году он достигнет почти 3 миллиардов долларов. Существующая технология энергосберегающих окон имеет низкую эффективность, высокую стоимость, а некоторые даже имеют и то, и другое. Согласно данным исследовательской фирмы Lux Research, которая проводит независимые исследования новых технологий, на 20 градусов термохромные окна могут составлять две трети рынка.
Для дальнейшего развития термохромной технологии диоксида ванадия li и muehleisen попытались уменьшить размер частиц со 100 нм до 15 или 20 нм. при этом меньшем размере частиц от 3000 до 4000 наночастиц эквивалентны диаметру человеческого волоса. это имеет два основных преимущества перед более крупными частицами по сравнению с более крупными частицами. во-первых, они рассеивают меньше света, делая оконную пленку более прозрачной; во-вторых, они будут лучше регулировать инфракрасное излучение, которое является более энергоэффективным.
наночастицы диоксида ванадия также могут быть использованы в качестве метода обнаружения в обороне, и их основная роль заключается в том, чтобы создавать помехи инфракрасному лучу, используемому для измерения вибрации помещения. в то же время, благодаря дальнейшим исследованиям и разработкам, этот материал может также обеспечить защиту от лазерного оружия для самолетов и других транспортных средств.
Ученые-материаловеды, инженеры-технологи, специалисты по энергетике и инженеры-строители из аргоннской национальной лаборатории и группа экспертов по коммерциализации из Чикагского университета совместно разработали технологию наночастиц диоксида ванадия при поддержке относительно молодых строительных проектов в лаборатории.
«Я хочу расширить план строительства, чтобы более тесно сотрудничать с нашей командой научных исследователей», - сказал Мюхлейзен. «Необходимо лучше понять основы физики и химии материалов, используемых в архитектурном дизайне. нам нужно нарушить рутину, чтобы добиться адаптивности / динамики, лучшей производительности, более низких производственных затрат и меньшего воздействия на окружающую среду. материалы следующего поколения. "
русский
English
français
Deutsch
italiano
español
português
日本語
한국의
Türkçe
8620-87226359,8620-87748917
