Группа ученых из Наньянгского Технологического университета разработали новую технологию создания «умных окон», которые способны темнеть и светлеть без необходимости использования внешних источников питания.
Это уникальное, самостоятельно изменяющее цвет стекло, не только не требует наличия электричества, но и само по себе является аккумуляторной батареей. Запасенную от солнечного света энергию можно использовать в других целях, в том числе для питания маломощных приборов, таких как светоизлучающие диоды LED. Таким образом, возможно, вскоре у вас появится возможность остекления веранды, одновременного украшения ее диодными лампочками и экономии электричества на освещении.
В настоящее время в производстве можно встретить:
- Сразу тонированные окна, которые «зимой и летом одним цветом».
- Конструктивные решения, способные из прозрачных становиться непрозрачными и, наоборот, только при помощи внешних источников питания.
Смарт-окна от группы ученых из Наньянгского Технологического университета могут приобретать прохладный синий оттенок при ярком дневном свете, что снижает проникновение солнечных лучей примерно на 50 %. В ночное время суток, когда на поверхности стекла не наблюдается воздействия солнечного излучения, они вновь становятся полностью прозрачными.
Полная информация о разработке профессора Сан Ксяовэй была опубликована в престижном научном журнале NatureCommunications.
Более подробно о технологии
Итак, в чем же секрет автономного питания «умных окон», разработанных командой профессора Сан из Школы электрики и электроинженерии Наньянгского Технологического университета?
«Созданные нами электрохромные смарт-окна бифункциональны. Они также являются автономной батареей, - объясняет профессор Сан. Если в электролите наблюдается присутствие кислорода, то окна одновременно заряжаются и меняют свой цвет на темно-синий – другими словами, они дышат», - заявляет Сан Ксяовэй.
Конструкция смарт-окна подразумевает использование электролита, размещенного между двумя стеклами с покрытием из оксида индия и олова, обычно используемого при изготовлении телевизионных дисплеев. Один из слоев покрывается пигментным слоем «берлинской лазури», а другой крепится к тонкой полоске алюминиевой фольги. Когда батарея полностью заряжена, то берлинская лазурь придает стеклу синий оттенок.
Два этих стекла, между которых размещен электролит, образуют замкнутую цепь. Когда эта цепь размыкается, то начинается химическая реакция между берлинской лазурью и растворенным в электролите кислородом, что делает стекло синим. При помощи пигмента PrussianWhite стекло вновь становится прозрачным, что наблюдается при замкнутости цепи.
Такая технология позволяет контролировать количество солнечного излучения, попадающего в здание. Это существенно экономит потребление энергетических ресурсов за счет понижения требований к охлаждению, кондиционированию и освещению здания.
«Наша технология с нулевым потреблением энергии весьма привлекательна. Владельцы зданий и домашних хозяйств с нами практически сразу же начнут экономить энергию. Застройщики, занимающиеся возведением экологически чистых зданий, обязательно найдут способ реализации нашей технологии в своих строительных планах», - говорит профессор Сан. Интересно было бы посмотреть на такие умные окна в зимнем саду в доме.
В настоящее время команда Наньянгского Технологического университета пытается максимально оптимизировать свою технологию и найти партнеров для ее коммерциализации.