Inteligentne okna uchronią Cię przed upałem i dostarczą energii elektrycznej

{reklama-artykul}Cóż, nie wyobrażam sobie życia w domu bez okien. W końcu, światło słoneczne nie pozostaje bez wpływu na nasz organizm. Poprawia ono nasz nastrój, powodując wzrost poziomu hormonów (np. serotoniny), a także oddziałuje pozytywnie na takie układy jak odpornościowy, kostno-mięśniowy czy sercowo-naczyniowy. To powiedziawszy, latem często staramy się okna zasłaniać, jako że prowadzą do nadmiernego ogrzewania mieszkań. Właśnie opracowano jednak technologię, która ten problem rozwiązuje.

Autorami wspomnianego rozwiązania są badacze z amerykańskiego Narodowego Laboratorium Energii Odnawialnej (NREL), podlegającego Departamentowi Energii Stanów Zjednoczonych. Za jego sprawą pod wpływem ogrzewania przez światło słoneczne szkło automatycznie zmienia kolor, zapobiegając wzrostowi temperatury w budynku, a na dodatek pełni funkcję panelu słonecznego.

Dwie nowoczesne technologie w jednym

Obecnie szkło zmieniające kolor jest spotykane przede wszystkim w okularach korekcyjnych. Choć można by zastosować je w oknach, raczej się takich rozwiązań nie spotyka. Warto też wspomnieć, że w ostatnich latach udało się mocno zwiększyć wydajność przezroczystych i półprzezroczystych paneli słonecznych – na tyle, że też można by je wykorzystywać w oknach.

Próbki termochromowych, fotowoltaicznych szyb z NREL. | Źródło: Dennis Schroeder/NREL

Badacze z NREL sięgnęli po obydwie spośród wymienionych technologii. Uczeni połączyli je ze sobą, tworząc „termochromową, fotowoltaiczną” szybę, która pod wpływem światła słonecznego o dużym natężeniu ciemnieje i zaczyna generować energię elektryczną.

Wachlarz barw i funkcji

Omawiana szyba wykonana jest z cienkiej warstwy perowskitu umieszczonej między dwiema taflami szkła. Do szpar między tymi materiałami wprowadzona jest para wodna. Gdy temperatura szyby rośnie, para wodna sprawia, że kryształy perowskitu zmieniają swoje położenie, tworząc łańcuchy, potem arkusze, a potem sześciany. To sprawia, że kolor szyby się zmienia, ciemnieje. Wówczas ta częściowo blokuje wnikanie światła do mieszkania, zapobiegając jego ogrzewaniu się, a w tym samym czasie generuje energię elektryczną.

Gdy temperatura szyby osiąga wartości od 35 do 46 stopni Celsjusza, jej kolor zmienia się kolejno z bezbarwnego na żółty, z żółtego na pomarańczowy, z pomarańczowego na czerwony i z czerwonego na brązowy. Każda taka zmiana trwa około siedem sekund. To znacznie krócej niż w przypadku poprzedniego prototypu badaczy z NREL.

Jeżeli termochromowe, fotowoltaiczne szyby doczekałyby się implementacji, być może pozwoliłyby na ograniczenie użycia urządzeń i systemów klimatyzujących, które nie dość że zużywają spore ilości energii elektrycznej, to potrafią negatywnie wpływać na zdrowie. Nie pozostaje nam nic innego, jak czekać na ten moment z niecierpliwością. Badacze spodziewają się, że pierwsze prototypowe okno wykorzystujące omówioną technologię powinno zostać opracowane w ciągu roku.

Źródło: NREL, fot. tyt. Pixabay/Free-Photos