Возможно, вы слышали об электрохромных окнах или солнцезащитных очках, которые можно электронным образом переключать

между прозрачным и тонированным состояниями. Что ж, та же технология была применена к новому материалу, который может как обогревать, так и охлаждать здания, если он установлен на их внешних стенах.

Хотя они не все работают одинаково, электрохромные устройства обычно включают два тонких прозрачных слоя электродного материала, между которыми находится электрически чувствительный материал. Последний материал по умолчанию прозрачный, но темнеет, когда между слоями электродов протекает электрический ток.

Новый материал, разработанный учеными из Университета Дьюка в Северной Каролине, работает аналогичным образом. Он включает в себя два электродных слоя из графена, каждый из которых имеет золотую сетку, нанесенную на одну сторону для повышения его электропроводности. Между этими слоями находится жидкий электролит, содержащий наночастицы металлов. На дне материала находится слой отражающего вещества - иными словами, зеркало.

Когда между электродами протекает электрический ток, наночастицы реагируют, собираясь вместе около верхнего электрода. Это заставляет электролит становиться черным, так что он поглощает и улавливает как видимый, так и ближний инфракрасный спектры падающего солнечного света. В результате материал нагревается, что позволяет дополнить существующую систему отопления здания.

Когда электрический ток меняется на противоположное, наночастицы в электролите разлетаются, делая его прозрачным и обнажая лежащее под ним зеркало. Это зеркало отражает солнечный свет от материала, а также позволяет уйти любому ближнему инфракрасному свету (теплу), который может задерживаться за ним. Таким образом, это помогает зданию оставаться прохладным. Следует отметить , что отражающий слой является не прозрачным, так что материал не может быть использован в качестве оконного стекла.

Переход между состояниями материала занимает около двух минут.

В настоящее время ученые продолжают разработку технологии, которая будет включать увеличение количества циклов, которые она может переключать между прозрачным и непрозрачным состояниями - в настоящее время она может делать это только около 24 раз, прежде чем потеряет эффективность.

«Я могу представить себе такую ​​технологию, образующую своего рода оболочку или фасад для зданий, чтобы пассивно обогревать и охлаждать их, что значительно сокращает количество энергии, потребляемой нашими системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха», - говорит ведущий ученый. , Асс. Проф. По-Чун Сюй. «Я уверен в этой работе и думаю, что ее будущее направление очень многообещающее».

Исследование описано в статье, недавно опубликованной в журнале American Chemical Society Energy Letters .

Источник: Университет Дьюка через EurekAlert.