에너지 절약을 위해 색상을 변경하는 온도 감지 건축 자재

홈 > PR 기사 > 온도 감지 건축 자재는 에너지 절약을 위해 색상을 변경합니다.

이 재료에는 두 가지 형태를 취할 수 있는 층이 포함되어 있습니다. 또는 건물을 식히는 데 도움이 될 수 있는 적외선을 방출하는 물 용액. CREDIT University of Chicago PME - 이미지 제공: Hsu Group

이 재료에는 두 가지 형태를 취할 수 있는 층이 포함되어 있습니다. 또는 건물을 식히는 데 도움이 될 수 있는 적외선을 방출하는 물 용액. 신용 거래
시카고 대학교 PME – 이미지 제공: Hsu Group

요약 :
시카고 대학교 PME(Pritzker School of Molecular Engineering) 연구원들은 외부 온도에 따라 적외선 색상과 열 흡수 또는 방출 정도를 변경하는 카멜레온 같은 건축 자재를 설계했습니다. 더운 날에는 재료에 포함된 적외선 열의 최대 92%를 방출하여 건물 내부를 식힐 수 있습니다. 그러나 추운 날에는 이 소재가 적외선의 7%만 방출하여 건물을 따뜻하게 유지하는 데 도움이 됩니다.

온도 감지 건축 자재는 에너지 절약을 위해 색상을 변경합니다.

시카고, 일리노이 | 게시일: 27년 2023월 XNUMX일

“우리는 본질적으로 건물을 사람처럼 취급하는 저에너지 방법을 알아냈습니다. 추울 때 레이어를 추가하고 더울 때 레이어를 벗습니다.”라고 Asst가 말했습니다. Nature Sustainability에 게재된 연구를 주도한 Po-Chun Hsu 교수. "이러한 종류의 스마트 재료를 사용하면 엄청난 양의 에너지 없이 건물의 온도를 유지할 수 있습니다."

기후 변화에 의해 주도
일부 추산에 따르면 건물은 전 세계 에너지 소비의 30%를 차지하고 전 세계 온실 가스의 10%를 배출합니다. 이 에너지 발자국의 약 절반은 실내 공간의 난방 및 냉방에 기인합니다.

"오랫동안 우리 대부분은 얼마나 많은 에너지가 필요한지 생각하지 않고 실내 온도 조절을 당연하게 여겼습니다."라고 Hsu는 말했습니다. "탄소 네거티브 미래를 원한다면 보다 에너지 효율적인 방식으로 건물 온도를 제어할 수 있는 다양한 방법을 고려해야 한다고 생각합니다."

연구원들은 이전에 사람과 물체에서 방출되는 보이지 않는 열인 적외선을 방출하는 능력을 높여 건물을 시원하게 유지하는 데 도움이 되는 복사 냉각 재료를 개발했습니다. 추운 기후에서 적외선 방출을 방지하는 물질도 존재합니다.

새 원고의 제XNUMX 저자인 PME 대학원생 Chenxi Sui는 "생각해 보는 간단한 방법은 태양을 향한 완전히 검은색 건물이 있는 경우 다른 건물보다 더 쉽게 가열될 것이라는 것입니다."라고 말했습니다.

그런 종류의 수동 난방은 겨울에는 좋을지 모르지만 여름에는 그렇지 않습니다.

지구 온난화로 인해 극한 기상 현상과 변덕스러운 날씨가 점점 더 자주 발생함에 따라 적응할 수 있는 건물이 필요합니다. XNUMX년 내내 난방이나 XNUMX년 내내 에어컨이 필요한 기후는 거의 없습니다.

금속에서 액체로 그리고 다시
Hsu와 동료들은 대부분의 적외선 열을 유지하는 고체 구리 또는 적외선을 방출하는 수용액의 두 가지 형태를 취할 수 있는 층을 포함하는 불연성 "전기 변색" 건축 자재를 설계했습니다. 선택한 트리거 온도에서 장치는 소량의 전기를 사용하여 구리를 박막에 증착하거나 구리를 벗겨냄으로써 상태 간의 화학적 이동을 유도할 수 있습니다.

새로운 논문에서 연구원들은 장치가 금속 상태와 액체 상태 사이를 빠르고 가역적으로 전환할 수 있는 방법을 자세히 설명했습니다. 그들은 두 형태 사이를 전환하는 능력이 1,800주기 후에도 효율적으로 유지된다는 것을 보여주었습니다.

그런 다음 팀은 재료가 미국 15개 도시의 일반 건물에서 어떻게 에너지 비용을 절감할 수 있는지에 대한 모델을 만들었습니다. 평균적인 상업용 건물에서 재료의 전기 변색 변화를 유도하는 데 사용되는 전기는 건물의 총 전기 사용량의 0.2% 미만이지만 건물의 연간 HVAC 에너지 소비량의 8.4%를 절약할 수 있다고 보고했습니다.

Hsu는 “일단 상태를 전환하면 두 상태를 유지하기 위해 더 이상 에너지를 가할 필요가 없습니다. "따라서 이러한 상태 사이를 매우 자주 전환할 필요가 없는 건물의 경우 실제로 매우 미미한 양의 전기를 사용하고 있습니다."

스케일링
지금까지 Hsu의 그룹은 지름이 약 XNUMX센티미터인 재료 조각만 만들었습니다. 그러나 그들은 그러한 재료의 많은 부분이 대상 포진처럼 더 큰 시트로 조립될 수 있다고 상상합니다. 그들은 또한 다른 맞춤형 색상을 사용하도록 재료를 조정할 수 있다고 말합니다. 물의 단계는 투명하며 적외선 흡수 능력에 영향을 미치지 않고 거의 모든 색상을 뒤에 넣을 수 있습니다.

연구원들은 현재 재료를 제조하는 다양한 방법을 조사하고 있습니다. 그들은 또한 재료의 중간 상태가 어떻게 유용할 수 있는지 조사할 계획입니다.

Hsu는 "우리는 복사 제어가 다양한 계절에 걸쳐 광범위한 건물 온도를 제어하는 역할을 할 수 있음을 입증했습니다."라고 말했습니다. "우리는 이것이 보다 지속 가능한 미래에 어떻게 기여할 수 있는지 알아보기 위해 엔지니어 및 건축 부문과 계속 협력하고 있습니다."

####

자세한 내용은 클릭하세요 여기에서 지금 확인해 보세요.

연락처 :
메러디스 데이비스
시카고 대학

의견이 있으시면 제발 Contact 우리.

7th Wave, Inc. 또는 Nanotechnology Now가 아닌 뉴스 릴리스 발행자는 전적으로 컨텐츠의 정확성에 대한 책임이 있습니다.

서표: