Οι Ηλεκτροχρωμικές Επικαλύψεις Ενδέχεται να Αποδειχθούν Καίριες για την Επίτευξη Αποδοτικού HVAC

Λύση της Κατανάλωσης Ενέργειας HVAC

HVAC, ή Θέρμανση, Εξαερισμός και Κλιματισμός, είναι υπεύθυνο για σημαντική παγκόσμια κατανάλωση ενέργειας, ψύχοντας κτίρια το καλοκαίρι και θερμαίνοντας τα το χειμώνα. Σύμφωνα με το EIA, το HVAC αντιπροσωπεύει περίπου 40% της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας σε εμπορικά κτίρια και 35% σε κατοικίες.

Έχουν γίνει πολλές προσπάθειες για τη βελτίωση του τρόπου ψύξης και θέρμανσης των κτιρίων. Μία βασική μέθοδος είναι η υιοθέτηση των αντλιών θερμότητας, οι οποίες μεταφέρουν τη θερμότητα μέσα ή έξω από τα κτίρια πολύ πιο αποδοτικά από τα συμβατικά συστήματα. Είναι 2-4 φορές πιο αποδοτικές από τους καυστήρες και μπορούν να λειτουργούν και για ψύξη.

Μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα για το θέμα των αντλιών θερμότητας στο «Γιατί οι Αντλίες Θερμότητας Θεωρούνται Κορυφαία Επιλογή για τον Έλεγχο Κλίματος στο Σπίτι;».

Οι αντλίες θερμότητας μπορεί επίσης να βελτιωθούν με την πάροδο του χρόνου. Προς το παρόν, βασίζονται κυρίως σε σύστημα συμπίεσης για τη μεταφορά της θερμότητας. Σύντομα, τα ηλεκτροθερμικά υλικά ενδέχεται να βελτιώσουν ακόμη περισσότερο την αποδοτικότητα των αντλιών θερμότητας.

Ωστόσο, ένας άλλος τρόπος μείωσης του λογαριασμού ενέργειας για ψύξη & θέρμανση είναι η βελτίωση των θερμικών απωλειών από την αρχή. Ένα κακώς μονωμένο σπίτι ή γραφείο θα βλέπει το σύστημα HVAC να θερμαίνει και να ψύχει το εξωτερικό άσκοπα.

Η καλύτερη μόνωση είναι το πρώτο βήμα και συνήθως αποτελεί μέρος του αρχικού σχεδιασμού κατασκευής ή απαιτεί ακριβή ανακατασκευή/αναπλήρωση. Ωστόσο, ακόμη και η μόνωση μπορεί να κάνει μόνο ό,τι μπορεί· νέα υλικά θα μπορούσαν να βοηθήσουν.

Για παράδειγμα, τα προσαρμοστικά κεραμικά οροφής θα μπορούσαν να εναλλάσσονται μεταξύ κατάστασης θέρμανσης και ψύξης, ανάλογα με τη θερμοκρασία του κεραμικού.

Προσαρμόσιμη Μόνωση

Ένας περιορισμός της χρήσης μόνωσης ή αυτοματοποιημένων αντιδραστικών υλικών όπως τα προσαρμοστικά κεραμικά οροφής είναι ότι ενδέχεται μερικές φορές να είναι αντιπαραγωγικά. Ιδανικά, θα προτιμούσαμε υλικά που μπορούν να ενεργοποιούνται ή να απενεργοποιούνται κατά βούληση, ρυθμίζοντας την ποσότητα ενέργειας που εισέρχεται ή εξέρχεται από το κτίριο.

Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για το γυαλί που χρησιμοποιείται στα παράθυρα. Το χειμώνα, θέλουμε όσο το δυνατόν περισσότερο φως και ενέργεια να εισέρχονται στο κτίριο. Αλλά το καλοκαίρι, θέλουμε να περιορίσουμε την ενέργεια που θερμαίνει το κτίριο και αναγκάζει τον κλιματισμό να δουλεύει διπλά.

Από αυτήν την ιδέα προέκυψε η έννοια των ηλεκτροχρωμικών φιλμ, μιας λεπτής στρώσης υλικού που μπορεί να ενεργοποιεί τη σκίαση των παραθύρων κατά βούληση. Όταν υποβάλλονται σε πολύ μικρό ηλεκτρικό ρεύμα, αυτά τα φιλμ μπορούν να μετατραπούν από διαφανή σε χρωματιστά και να απορροφούν θερμότητα από την υπέρυθρη ακτινοβολία.

Η τεχνολογία βασίζεται σε Μεταλλικο-Οργανικές Δομές (MOFs), υλικά με πολύ υψηλή πορώδη (πάνω από 90%).

Το πρόβλημα είναι ότι μέχρι τώρα, τα τυπικά φιλμ MOF υπέφεραν από αργούς χρόνους απόκρισης και χαμηλή σταθερότητα. Αυτό τα έκανε υποσχόμενα στη θεωρία, αλλά όχι πολύ χρήσιμα στην πράξη.

Αυτό μπορεί να έχει αλλάξει χάρη σε ένα νέο σχεδιασμό MOF που εφάρμοσαν ερευνητές από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας Harbin, το Πανεπιστήμιο Quzhou, το Πανεπιστήμιο Ηλεκτρονικής Επιστήμης και Τεχνολογίας Chengdu και το Πανεπιστήμιο Yangzhou στην Κίνα.

Τροφοδοτούμενες Σκιάσεις

Το ηλεκτροχρωμικό φιλμ που ανέπτυξαν οι ερευνητές λειτουργεί ενσωματώνοντας έναν νέο τύπο MOF. Ή, πιο ακριβώς, «τροποποιώντας το SnO2 με δόση φθορίου με 4-μερκαπτοβενζοϊκό οξύ και κατασκευάζοντας φιλμ Ni-IRMOF-74@MBA χρησιμοποιώντας 3,3′-δυδροξυ-4,4′-βιφενυλδικοξυλικό οξύ».

Λόγω της ικανότητας των κρυσταλλικών ουσιών να σχηματίζουν λεπτές μεμβράνες με μεγέθη πόρων που μπορούν να προσαρμοστούν αλλάζοντας το μήκος του οργανικού λιγάνδου που συνδέεται με το μεταλλικό ιόν. Αυτά τα χαρακτηριστικά επιτρέπουν βελτιωμένη ροή ρεύματος, πιο ακριβή έλεγχο των χρωμάτων και ανθεκτικότητα.

Το αποτέλεσμα είναι ένα φιλμ που μπορεί να αλλάξει χρώμα σε πράσινο όταν εκτίθεται σε 0,8V και σε σκούρο κόκκινο/καφέ με 1,6V.

Πηγή: ACS

Το φιλμ ξεχωρίζει από άλλα προηγούμενα MOF λόγω της σταθερότητάς του (διατήρηση 95,7% μετά από 4500 κύκλους) και της γρήγορης απόκρισης κάτω από 2 δευτερόλεπτα.

Δεν είναι ακόμη σαφές πόσο διαδεδομένη θα είναι η υιοθέτηση ενός τέτοιου συστήματος. Ωστόσο, συνολικά, λόγω της ανάγκης για αποανθρακοποίηση και μείωση της κατανάλωσης ενέργειας, αποτελεί ένα ακόμη βέλος στην τσάντα των εργαλείων για να γίνουν οι πόλεις πιο πράσινες.

Εταιρείες Λεπτών Φιλμ

1. China Singyes New Materials Holdings Limited (8073.HK)

Η κινεζική εταιρεία εισήλθε στον τομέα των οπτικών λεπτών φιλμ το 2010. Παράγει συστήματα πολυμέσων εμπορικής απεικόνισης και δημιουργεί έξυπνα συστήματα σκίασης προβολής, πολυμεσικό διαφανές φωτοηλεκτρικό γυαλί κ.λπ.

Αυτό περιλαμβάνει τοιχώματα γυαλιού που μπορούν να γίνουν αδιαφανή καθώς και ανθεκτικό στη θερμότητα έξυπνο φιλμ. Έτσι, θα μπορούσε να είναι καλός υποψήφιος για την εφαρμογή ηλεκτροχρωμικού γυαλιού επίσης.

Πηγή: China Singyes

Η εταιρεία δημοσίευσε τις οικονομικές της αναφορές στα Αγγλικά, κάτι που δεν είναι πάντα εγγυημένο για μικρότερες ή εξειδικευμένες κινεζικές βιομηχανικές εταιρείες.

Η εταιρεία έχει επεκταθεί το 2023 στην παραγωγή φιλμ οχημάτων, έναν άνθιζον τομέα μετά την ανάπτυξη της κινεζικής αυτοκινητοβιομηχανίας και των εξαγωγών κινεζικών αυτοκινήτων (κυρίως ηλεκτρικών οχημάτων).

Συνολικά, η εταιρεία είναι καινοτόμος και πιθανότατα θα ωφεληθεί από τη γενική οικονομική απόδοση της Κίνας και την αυξανόμενη ζήτηση για πιο προηγμένα υλικά για προβολή διαφημίσεων και παροχή ιδιωτικότητας σε εσωτερικούς χώρους όπως ξενοδοχεία και γραφεία.

2. Kewei Films

Μία ιδιωτική εταιρεία, η Kewei είναι ο «μεγαλύτερος κατασκευαστής ITO PET, έξυπνων φιλμ, φιλμ παραθύρων», με ετήσια παραγωγική ικανότητα 60 εκατομμύρια μέτρα.

Αυτό την καθιστά τη μεγαλύτερη στην Κίνα παραγωγό τέντας παραθύρων, φιλμ προστασίας βαφής, βινυλικού φιλμ περιτυλίγματος αυτοκινήτων, και παραγωγό έξυπνων φιλμ.

Τα φιλμ παραθύρων της χρησιμοποιούνται ήδη για τη μείωση του κόστους ψύξης. Παράγει επίσης έξυπνο γυαλί, με αδιαφάνεια που μπορεί να ενεργοποιηθεί κατά βούληση.

Πηγή: Kewei

Λαμβάνοντας υπόψη το μέγεθος της Kewei, οι επενδυτές στον τομέα των έξυπνων φιλμ θα πρέπει να παρακολουθούν την εταιρεία ακόμη και αν δεν είναι εισηγμένη στο χρηματιστήριο. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα εάν δημιουργηθούν νέες μορφές ηλεκτροχρωμικών επικαλύψεων που μπορούν να επεκτείνουν την αγορά και να δώσουν πλεονέκτημα σε μεγάλους καθιερωμένους παίκτες, αξιοποιώντας το μέγεθός τους για μείωση του κόστους παραγωγής.