211service.com
Lētāks krāsu maiņas logs
Trīsdesmit procenti no ēkām patērētās enerģijas Amerikas Savienotajās Valstīs tiek tērēti, kompensējot siltuma zudumus vai ieguvumus caur logiem. Tas katru gadu veido aptuveni 40 miljardus USD elektroenerģijas izmaksās. Logi, kas maina krāsu, reaģējot uz laikapstākļiem, var palīdzēt ietaupīt elektrības izmaksas, ziemā absorbējot saules gaismu un atstarojot to vasarā. Šādi logi pastāv jau kādu laiku, taču tie ir dārgi un netiek plaši izmantoti. Tagad pētnieki izstrādā lētas drukāšanas metodes šo elektrohromisko sistēmu izgatavošanai un cer izgatavot elektrohromas plēves, kuras var sagriezt, lai tās atbilstu esošajiem logiem.
Vitrāžas : Šajos fotoattēlos redzami divi elektrodi, kas veido elektrohroma loga krāsu mainīgo daļu. Caurspīdīgais elektrods kreisajā pusē ir piesūcināts ar litiju. Tumšajā elektrodā labajā pusē ir iztukšoti joni.
Elektrohromie logi ir saistīti ar materiāliem, kas maina krāsu, kad tiem tiek pielietots neliels elektriskais lauks. Šīs izmaiņas izraisa gaismas vai temperatūras izmaiņas, ko mēra sensori. Ar elektrohromajiem logiem viss notiek dinamiski – jums par to nav jādomā, saka Anne Dilona , Nacionālās atjaunojamās enerģijas laboratorijas (NREL) vecākais zinātnieks. Problēma ir tā, ka tie ir pārāk dārgi.
Šonedēļ plkst Materiālu pētniecības biedrība tikšanās Bostonā, Dilons un pētnieks Roberts Tenents NREL prezentēja savu jauno un potenciāli lētāko metodi elektrohroma logu izgatavošanai.
Tipiskas elektrohromās sistēmas sastāv no diviem elektrodiem, kas atdalīti ar elektrolītu, kas starp tiem pārvietojas ar jonus. Elektrodu materiāli, parasti oksidēti metāli, maina krāsu, kad jons, piemēram, litijs, pārvietojas tajos un no tiem.
NREL sistēmas ir balstītas uz elektrodiem, kas izgatavoti no niķeļa oksīda un volframa oksīda, un tās ir pirmās elektrohromās sistēmas, kas izgatavotas, izsmidzinot lētus prekursorus un pēc tam tos karsējot. NREL ir pārbaudījis sistēmas, izmantojot šķidru elektrolītu, un pašlaik izstrādā sistēmas, kas balstās uz cieto jonu vadītājiem. Kad NREL sistēmai tiek pielikts spriegums, litija joni pārvietojas no niķeļa oksīda un nonāk elektrolītā; otrā pusē litija joni pārvietojas volframa oksīdā. Jonu kustība izraisa divu elektrodu krāsu.
Tenent saka, ka plēvju izsmidzināšana ir ne tikai lētāka alternatīva, bet arī nodrošina dažas veiktspējas priekšrocības. NREL komanda atklāja, ka, pievienojot nelielu litija daudzumu niķeļa oksīda tintes šķīdumam pirms tā drukāšanas, tika iegūta plēve, kas maina krāsu daudz ātrāk un plašākā diapazonā. 29 sekundēs, kad litijs atstāj niķeļa elektrodu un kļūst tumšāks, elektrods no 80% krītošās gaismas pārraida tikai 30%. Tenents saka, ka neliela litija daudzuma pievienošana, izmantojot parastās ražošanas metodes, būtu daudz grūtāka.
Ir arī citi veidi, kā izgatavot logus ar mainīgu krāsu, piemēram, izmantojot materiālus, kas ķīmiski mainās, reaģējot uz gaismu. Bet šie materiāli ir pakļauti degradācijai. NREL grupa izstrādā metāla oksīda elektrodus, cerot, ka šiem materiāliem, kas ir izturīgi un nesadalās gaismas ietekmē, būs ilgs kalpošanas laiks.
Līdz šim NREL sistēma ir pārbaudīta uz stikla pamatnēm. Lai izveidotu patiesi pieejamu logu pārklājumu, grupa strādā pie elektrohromu plēvju izgatavošanas, kuru pamatā ir elastīga, caurspīdīga plastmasa. Grupa sarunājas ar DuPont, kas ražo plastmasu, par sadarbību, lai izgatavotu elektrohromas plēves, kas iestiprinātas starp vienu no uzņēmuma karstumizturīgajiem polimēriem. Lai izveidotu elektrodu materiālu, niķeļa oksīda prekursors ir jāuzsilda līdz aptuveni 300 ºC — tādu temperatūru, kādu daudzas plastmasas nevar izturēt.