211service.com
Billigere farveskiftende vindue
Tredive procent af den energi, der bruges af bygninger i USA, bruges på at kompensere for varmetab eller vinding gennem vinduer. Det giver op til omkring 40 milliarder dollars i elomkostninger hvert år. Vinduer, der skifter farve som reaktion på ændringer i vejret, kan hjælpe med at spare på elomkostningerne ved at absorbere sollys om vinteren og reflektere det om sommeren. Sådanne vinduer har eksisteret i et stykke tid, men de er dyre og ikke udbredte. Nu udvikler forskere billige trykmetoder til fremstilling af disse elektrokrome systemer og håber på at lave elektrokrome film, der kan skæres til, så de passer til eksisterende vinduer.
Farvet glas : Disse billeder viser de to elektroder, der udgør den farveskiftende del af et elektrokromt vindue. Den klare elektrode til venstre er blevet imprægneret med lithium. Den mørke elektrode til højre er blevet drænet for ioner.
Elektrokrome vinduessandwichmaterialer, der ændrer farve, når et lille elektrisk felt påføres på tværs af dem. Denne ændring udløses af ændringer i lys eller temperatur målt af sensorer. Med elektrokrome vinduer sker alt dynamisk - du behøver ikke tænke på det, siger Anne Dillon , seniorforsker ved National Renewable Energy Laboratory (NREL). Problemet er, at de er for dyre.
I denne uge kl Materialeforskningsselskab møde i Boston, Dillon og forsker Robert Tenent på NREL præsenterede deres nye og potentielt billigere metode til fremstilling af elektrokrome vinduer.
Typiske elektrokrome systemer består af to elektroder adskilt af en elektrolyt, der flytter ioner mellem dem. Elektrodematerialerne, normalt oxiderede metaller, ændrer farve, når en ion såsom lithium bevæger sig ind og ud af dem.
NREL-systemerne er baseret på elektroder lavet af nikkeloxid og wolframoxid og er de første elektrokrome systemer, der er lavet ved at sprøjte billige prækursorer ned og derefter opvarme dem. NREL har testet systemerne ved hjælp af en flydende elektrolyt og er i øjeblikket ved at udvikle systemer, der er afhængige af faste ionledere. Når en spænding påføres over NREL-systemet, bevæger lithium-ioner sig ud af nikkeloxidet og ind i elektrolytten; på den anden side bevæger lithiumioner sig ind i wolframoxidet. Bevægelsen af ionerne får de to elektroder til at farve.
At sprøjte filmene er ikke kun et billigere alternativ, siger Tenent, det giver også nogle fordele i ydeevnen. NREL-teamet fandt ud af, at tilsætning af en lille mængde lithium til nikkeloxid-blækopløsningen, før den blev trykt, skabte en film, der skifter farve meget hurtigere og inden for et bredere område. På 29 sekunder, når lithium forlader nikkelelektroden, og den bliver mørkere i farven, går elektroden fra at transmittere 80 procent af det indfaldende lys til at transmittere kun 30 procent. At tilføje en lille mængde lithium ved hjælp af konventionelle fremstillingsteknikker ville være meget vanskeligere, siger Tenent.
Der er andre måder at lave farveskiftende vinduer - ved at bruge materialer, der gennemgår en kemisk ændring som reaktion på lys, for eksempel. Men disse materialer er tilbøjelige til at blive nedbrudt. NREL-gruppen udvikler metaloxidelektroderne i håb om, at disse materialer, som er robuste og ikke nedbrydes som reaktion på lys, vil have lang levetid.
Hidtil er NREL-systemet blevet testet på glasunderlag. For at lave en virkelig overkommelig vinduesbelægning arbejder gruppen på at lave elektrokrome film baseret på fleksibel, gennemsigtig plast. Gruppen taler med DuPont, som laver plast, om at samarbejde om at fremstille elektrokrome film, der er klemt mellem en af virksomhedens varmetolerante polymerer. Nikkeloxidprækursoren skal opvarmes til omkring 300 ºC for at danne elektrodematerialet, en temperatur mange plastik ikke kan tåle.