زجاج موفر للطاقة يتكيف ذاتيًا مع احتياجات التدفئة والتبريد

مع ظهور أزمة الطاقة ، أثار نمو استهلاك الطاقة قلقًا كبيرًا. وشكل تبريد وتسخين المباني الجزء الأكبر من الاستهلاك الإجمالي للطاقة ، وطورت على اساسه مكيفات اعلى كفاءة وطلاء عازل للحرارة إلا أنه لا يعد كافيا مالم يتضمن العزل، النوافذ التي تسمح بدخول حرارة الشمس، لأن النوافذ تحتوي على أسوأ خصائص العزل الحراري ، حيث يتم فقدان أو كسب ما بين 20 إلى 30 في المائة من الحرارة في المنزل أو المبنى مما يرفع من استهلاك الطاقة اللازمة للتبريد أو التدفئة، يمثل استهلاك الطاقة المرتبط بالنوافذ (التدفئة والتبريد) في المباني نسبة كبيرة من إجمالي استهلاك الطاقة في جميع أنحاء العالم.

مؤخرا ، طور فريق دولي بقيادة باحثين في هندسة وعلم المواد من جامعة نانيانغ للتكنلوجيا في سنغافورة مادة زجاجية “ذاتية التكيف” موفرة للطاقة يمكنها تسخين أو تبريد الغرف بشكل فعال عبر مناطق مناخية مختلفة في العالم ، مما يساعد على خفض استخدام الطاقة.

يقال إن الزجاج المبتكر والأول من نوعه يستجيب تلقائيًا لدرجات الحرارة المتغيرة عن طريق التبديل بين التدفئة والتبريد. تم تطويره باستخدام طبقات من جزيئات ثاني أكسيد الفاناديوم النانوية المركبة ، بولي (ميثيل ميثاكريلات) (PMMA) ، وطلاء منخفض الانبعاثية لتشكيل هيكل فريد يمكن أن يوازن التسخين والتبريد في وقت واحد.

خلال فصل الصيف ، يمنع الزجاج التسخين الشمسي (ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة) مع تعزيز التبريد الإشعاعي – وهي ظاهرة طبيعية تنبعث فيها الحرارة من الأسطح باتجاه الخارج- لتبريد الغرفة. في الشتاء ،عندما تنخفض درجة الحرارة فإنه يمنع فقدان الحرارة لتدفئة الغرفة.

الزجاج الموفر للطاقة لا يحتوي على مكونات كهربائية ويعمل من خلال استغلال أطياف الضوء المسؤولة عن التدفئة والتبريد. يرى فريق NTU أن ابتكاراتهم سيوفر طريقة ملائمة للحفاظ على الطاقة في المباني نظرًا لأنها لا تعتمد على أي مكونات متحركة أو آليات كهربائية أو حجب المناظر لتعمل.

في الاختبارات المعملية ، سمح الزجاج بانبعاث كمية خاضعة للرقابة من الحرارة في ظروف مختلفة (درجة حرارة الغرفة – فوق 70 درجة مئوية) ، مما يثبت قدرته على التفاعل ديناميكيًا مع الظروف الجوية المتغيرة. وجد الفريق أن الزجاج الذي طوروه أظهر توفيرًا في الطاقة في كل من المواسم الدافئة والباردة ، مع أداء إجمالي لتوفير الطاقة يصل إلى 9.5٪ مقارنة بالزجاج منخفض الانبعاث المتوفر تجاريًا في مبنى مكتبي متوسط ​​الحجم.