Новая краска может обогревать и охлаждать здания, сокращая потребление энергии

Юкан Пэн/Стэнфорд

Подписываясь, вы соглашаетесь с нашими Условиями использования и политикой. Вы можете отказаться от подписки в любое время.

Ученые Стэнфордского университета разработали новый вид краски, которая может охлаждать дома и другие здания летом и согревать их зимой, что приводит к снижению затрат на электроэнергию и уменьшению выбросов углекислого газа.

Об этом говорится в заявлении учреждения, опубликованном на прошлой неделе.

Испытания изобретения показали, что энергия, используемая для отопления, сократилась примерно на 36 процентов, а для охлаждения — на 21 процент. Кроме того, общее энергопотребление зданий снизилось на 7,4 процента в течение года. Это особенно полезно, поскольку изменение климата приводит к экстремальным погодным условиям.

«Прогнозируется, что потребление энергии и выбросы от отопления будут продолжать падать из-за повышения энергоэффективности, но использование систем кондиционирования воздуха растет, особенно в развивающихся странах в условиях потепления», — сказал старший автор исследования И Цуй, профессор материаловедения и инженерии. , энергетической и инженерной науки, а также фотонной науки в Национальной ускорительной лаборатории SLAC.

«Как для отопления, так и для кондиционирования воздуха мы должны сократить потребление энергии и выбросы во всем мире, чтобы достичь наших целей по нулевым выбросам», — сказал Кюи, который руководит Институтом энергетики Прекорта и Акселератором устойчивого развития, которые входят в состав Стэнфордской школы устойчивого развития Дорра.

«Как уменьшить теплообмен между жилыми и рабочими помещениями человека и окружающей их средой, становится все больше внимания, и новые материалы для улучшенной изоляции, такие как пленки с низкой излучательной способностью для окон, пользуются спросом».

Это не первая краска, обеспечивающая охлаждение и нагрев, но текущие варианты обычно имеют серебристый или серый цвет, что ограничивает их применение. Недавно изобретенные краски представлены в широком диапазоне матовых цветов, которые можно наносить на здания эстетически привлекательным образом.

Исследователи протестировали свои краски восьми цветов: белого, синего, красного, желтого, зеленого, оранжевого, фиолетового и темно-серого. Результаты показали, что они в 10 раз лучше, чем обычные краски тех же цветов, отражают свет в среднем инфракрасном диапазоне.

Более того, краски не предназначены для строительства и могут наноситься на различные объекты, чтобы улучшить их охлаждающие и согревающие свойства.

«Оба слоя можно напылять на различные поверхности различных форм и материалов, обеспечивая дополнительный тепловой барьер во многих различных ситуациях», — сказала Юкан Пэн, соавтор исследования, которая защитила докторскую диссертацию по материаловедению в Стэнфорде в 2020 году и является сейчас работает в Стэнфордской лаборатории перспективных материалов им. Гебалле.

Краски также обладают водоотталкивающими свойствами, что делает их идеальными для влажной среды. Кроме того, любую поверхность, покрытую краской, можно легко очистить влажной тряпкой или промыть водой.

Дополнительные эксперименты также показали, что характеристики и внешний вид красок не изменились после недельного воздействия высокой температуры (176 градусов по Фаренгейту), низкой температуры (-320,5 градусов по Фаренгейту), а также в средах с высокой и низкой кислотностью.

«Наша команда продолжает работать над совершенствованием рецептуры красок для практического применения», — сказал другой соавтор исследования, Цзянь-Ченг Лай, научный сотрудник, которого консультировал Чжэнань Бао, профессор химического машиностроения.

«Например, растворы на водной основе были бы более экологически чистыми, чем используемые нами органические растворители. Это могло бы облегчить коммерциализацию красок».