Новая керамика пассивно охлаждает стены.
Исследователи обнаружили новый керамический материал с пассивным радиационным охлаждением (PRC), предназначенный для повышения энергоэффективности в строительной отрасли и предлагающий многообещающий инструмент в борьбе с глобальным потеплением. Новый материал был опубликован в журнале Science .
Исследователи из Городского университета Гонконга (CityU) создали новый материал под названием охлаждающая керамика.
Согласно официальному сообщению, недавно разработанный материал продемонстрировал «высокоэффективные оптические свойства для создания охлаждения без внешней энергии и без хладагентов». Таким образом, это керамика с чрезвычайно высокой отражающей способностью, основанная на использовании недорогих материалов, но обладающая особыми характеристиками прочности.
«Наша охлаждающая керамика обладает улучшенными оптическими свойствами и имеет надежные возможности применения. Цвет, устойчивость к атмосферным воздействиям, механическая прочность и способность уменьшать эффект Лейденфроста – явление, которое предотвращает передачу тепла и делает неэффективным охлаждение жидкостей на горячей поверхности – являются фундаментальными характеристиками, которые обеспечивают долговечность и универсальность системы охлаждения. керамика», — сказал Эдвин Цо Чи-ян, доцент университета и один из авторов статьи.
Действительно уникальный материал
В исследовании подчеркивается, что фундаментальная прочность и уникальность этого материала обусловлена его «иерархически пористой структурой».
Эту структуру легко построить, используя обычные неорганические элементы, такие как оксид алюминия. Процедура состоит из двух основных этапов: фазовой инверсии и спекания. Примечательно, что этот метод не требует сложного оборудования или дорогих ингредиентов, что делает крупномасштабное производство охлаждающей керамики более практичным и достижимым.
Кроме того, охлаждающая керамика снижает поглощение солнечного света из-за высокой запрещенной зоны оксида алюминия.
«Охлаждающая керамика изготовлена из оксида алюминия, который обеспечивает желаемую устойчивость к ультрафиолетовому излучению, что является проблемой, типичной для большинства конструкций PRC на полимерной основе. Кроме того, он обладает исключительной огнестойкостью, выдерживая температуры выше 1000°C, что превосходит возможности большинства материалов PRC на полимерной или металлической основе», — пояснил профессор Цо. Все чрезвычайно желанные функции на уровне здания.
Исследователи также добавили к материалу два дополнительных свойства, чтобы повысить его общую эффективность. Первый атрибут приобрели необычайно яркие насекомые, известные как жуки Cyphochilus, а второй основан на рассеянии Ми — явлении, при котором частицы рассеивают свет.
Охлаждающая керамика способна рассеивать практически все длины волн солнечного света, повторяя естественную яркость этих жуков и оптимизируя пористую структуру на основе этого принципа рассеяния.
Результатом стала исключительная отражательная способность солнечной энергии — 99,6 %, что является одним из самых высоких значений, когда-либо измеренных. Интересно, что улучшенные оптические качества превосходят возможности имеющихся сейчас на рынке керамических материалов.
Кроме того, керамический хладагент хорошо работает в различных атмосферных условиях и демонстрирует химическую стабильность и замечательную механическую прочность, что делает его пригодным для широкого использования на открытом воздухе.
«Наш эксперимент показал, что путем применения керамического хладагента на крыше дома можно получить более 20% электроэнергии для охлаждения помещений, что подтверждает большой потенциал керамического хладагента в снижении зависимости от традиционных стратегий активного охлаждения и обеспечивает устойчивое решение. чтобы избежать перегрузки электросети, выбросов парниковых газов и городских островов тепла», — сказал профессор Цо.
Его низкая стоимость и долговечность делают его отличным кандидатом для коммерциализации в различных областях применения, особенно в строительстве, в ближайшем будущем.
Эта технология представляет собой значительный прогресс в поиске устойчивых и экологически чистых методов строительства.
По мере повышения глобальной температуры потребность в системах охлаждения также возрастает, что способствует изменению климата. Экологичные материалы предлагают решение этой растущей потребности, не усугубляя проблему.
Благодаря нашему Telegram-каналу вы можете быть в курсе публикаций новых статей «Экономические сценарии».
Статья «Новая керамика пассивно охлаждает стены» взята из «Экономических сценариев» .
Это автоматический перевод публикации, опубликованной в журнале Scenari Economici по адресу https://scenarieconomici.it/ceramica-che-raffredda/ в Sun, 12 Nov 2023 13:00:59 +0000.