«Умное» кровельное покрытие летом отражает тепло, а зимой задерживает его

Автор: Елена
21.01.2022, 20:23

Инженеры из лаборатории Беркли разработали новое кровельное покрытие, которое в зависимости от погодных условий может сохранять в здании тепло или прохладу.

В жаркие дни материал будет отражать солнечный свет и тепло, но это радиационное охлаждение автоматически отключается зимой, что позволяет уменьшить потребление энергии как для обогрева, так и для охлаждения.

Новый материал ученые назвали термоадаптирующим радиационным покрытием (TARC). Ключом к технологии является странное соединение под названием диоксид ванадия (VO2). В 2017 году команда обнаружила необычное свойство VO2: при нагревании до 67 °C, материал проводит электричество, но не тепло, что является явным нарушением известных законов физики.

Ученые изготовили и протестировали устройство из тонкопленочных участков TARC площадью 2 х 2 см и сравнила их с образцами коммерческих черных и белых кровельных материалов. Беспроводные устройства измеряли изменения температуры под прямыми солнечными лучами.

Согласно тестам, TARC отражал около 75% солнечного света независимо от погоды, но при температуре окружающей среды выше 30 °C он излучал в небо до 90% своего тепла. Когда температура опустилась ниже 15 °C, TARC излучал всего 20% своего тепла.

Используя собранные данные, команда смоделировала, как TARC будет вести себя круглый год в 15 различных климатических зонах на континентальной части США, и подсчитала, что средняя семья в США может сэкономить до 10% электроэнергии, используя TARC.

Ученые также заявляют, что материал может быть адаптирован в качестве терморегулирующего материала для автомобилей, электроники, спутников и даже тканей для палаток или одежды.

В дальнейшем команда планирует провести эксперименты с использованием более крупных прототипов TARC, чтобы проверить, насколько практичным материал может быть в качестве кровельного покрытия.

Исследование было недавно опубликовано в журнале Science.

фотоматериал: newatlas.com