Glas med nanokrystaller kan fungere som spændingsregulerede skodder for lys og varme

Et nyt kompositmateriale kan føre til vinduer, hvor det er muligt at standse varmetransmission gennem glasset – både når vinduespartiet er transparent, og når det er ugennemsigtigt for synligt lys.

Ved at regulere en elektrisk spænding er det muligt at bestemme, om vinduet skal fungere normalt, eller om det skal standse varmestrålingen, samtidig med at det er transparent for synligt lys, eller om vinduet både skal lukke varme og lys ude.

Det er Anna Llordés fra Lawrence Berkeley National Laboratory i Californien, der har fremstillet det nye elektrokromatiske materiale, der kan bruges til ’intelligente’ vinduer. Hun har sammen med tre kolleger beskrevet forskningsresultatet i denne uges udgave af Nature.

Gennembruddet er opnået ved at tilføre nanokrystaller af indiumoxid doteret med tin til glas af niobiumoxid.

Styring med elektrisk spænding

Fremstiller man et tolags vindue, hvor den ene glasplade er coated med det nye kompositmateriale som elektrode er adskilt med en elektrolyt fra den anden glasplade, som er coated med en almindelig elektrode, kan man med en elektrisk spænding styre passagen af ladningsbærere i form af lithiumioner og elektroner gennem det elektriske kredsløb, som vinduet udgør.

Ved at regulere spændingen i et område på 2,5 volt, vil vinduet enten fungere normalt og både lade varme (infrarød stråling) og synligt lys passere, eller standse varmestålingen i indium-tin-oxid-nanopartiklerne og det synlige lys i niobiumoxid-glasset.

Det er muligt at regulere passage af synligt lys uafhængigt af passagen af varmestrålingen, da de kemiske processer i henholdsvis nanopartiklerne og niboiumoxidglasset sætter ind ved forskellige spændingsniveauer.

Det interessante er, at kompositmaterialet har bedre absorptionsegenskaber, end man ville forvente ud fra en simpel addition af egenskaberne for de to indgående materialer. Det skyldes, at glasset er kovalent bundet til nanopartiklerne.

Det fører til en anden form for orden i niobiumoxidglasset i kompositmaterialet, end den der kendes i den rene form. Ved den samme spænding er nobiumoxid fem gange så mørkt i kompositmaterialet som i den rene form.

Suverene egenskaber

Forskerne skriver på den baggrund i deres videnskabelige artikel, at glasmaterialet har suveræne optiske og elektrokemiske egenskaber, hvor 96 pct. af ladningskapaciteten er bevaret, efter at vinduet har gennemgået 2.000 spændningscyklusser.

Brian Korgel fra University of Texas bemærker i en kommentar i Nature, at det er et lovende resultat, som kan betyde, at vinduer med multispektrale tranmissionsegenskaber snart kan finde anvendelse i bygninger og føre til reduktion i energiforbruget til f.eks. airconditioning og forbedring af komforten.

Han noterer sig dog også, at der endnu er en lang række praktiske forhold, der skal afklares, hvad angår produktionsomkostninger og langtidsstabiliteten af materialerne.

Emner : Kemi
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

God start, men mon ikke solceller vil være mere interessant? På den måde kan alle kontordrivhusene blive selvforsynende og CO2 neutrale :-)

  • 1
  • 0

... efter 200 cykler, skal/kan det forstås som 2000 døgn... !? I givet fald imponerende højt og bedre end andre lagringsmedier som LiIon batterier mv. En rimelig levetid for vinduer er vel 20-30 år, hvis kapaciteten falder lineært er godt 75% bevaret efter 30% - det er da tilfredsstillende ikke mindst med tanke på at det endnu er på laboratoriestadiet.

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten