इलेक्ट्रोक्रोमिक कोटिंग्स कुशल HVAC प्राप्त करने में महत्वपूर्ण साबित हो सकती हैं

HVAC ऊर्जा उपयोग का समाधान

HVAC, या हीटिंग, वेंटिलेशन, और एयर कंडीशनिंग, वैश्विक ऊर्जा उपयोग में प्रमुख भूमिका निभाता है, गर्मियों में इमारतों को ठंडा करता है और सर्दियों में उन्हें गर्म करता है। According to the EIA, HVAC represents approximately व्यावसायिक इमारतों में कुल ऊर्जा खपत का 40% और आवासीय इमारतों में 35%.

इमारतों को ठंडा और गर्म करने के तरीके को सुधारने के लिए बहुत प्रयास किए गए हैं। एक प्रमुख विधि विशेष रूप से हीट पंपों का अपनाना है, जो पारंपरिक सिस्टम की तुलना में इमारतों में गर्मी को अधिक कुशलता से स्थानांतरित करते हैं। वे फर्नेस हीटरों की तुलना में 2-4 गुना अधिक कुशल होते हैं और ठंडक के लिए भी काम कर सकते हैं।

आप इस विषय पर अधिक पढ़ सकते हैं “हीट पंप घर के जलवायु नियंत्रण के लिए शीर्ष विकल्प क्यों माने जाते हैं?”。

हीट पंप समय के साथ बेहतर भी हो सकते हैं। वर्तमान में, वे मुख्यतः संपीड़न प्रणाली पर आधारित होते हैं जो गर्मी को स्थानांतरित करती है। जल्द ही, इलेक्ट्रोकैलोरिक सामग्री हीट पंपों की दक्षता को और भी बढ़ा सकती है।

हालांकि, ऊर्जा बिल को कम करने का एक और तरीका प्रारंभिक रूप से थर्मल हानियों को सुधारना है। खराब इन्सुलेशन वाली घर या कार्यालय में HVAC सिस्टम अनावश्यक रूप से बाहर की गर्मी को अंदर लाएगा या ठंडा करेगा।

बेहतर इन्सुलेशन पहला कदम है और आमतौर पर प्रारंभिक निर्माण डिजाइन का हिस्सा होता है या इसके लिए महंगे रीट्रोफ़िट/पुनर्निर्माण की आवश्यकता होती है। फिर भी, इन्सुलेशन की सीमाएँ हैं; नई सामग्री मदद कर सकती हैं।

For example, अनुकूलनीय छत टाइलें तापमान के आधार पर हीटिंग या कूलिंग स्थिति के बीच स्विच कर सकती हैं.

अनुकूलनीय इन्सुलेशन

One limitation of using insulation or automated reactive materials like adaptive roof tiles is that they might sometimes be counterproductive. Ideally, we would prefer to have materials that can be turned on or off at will, modulating the amount of energy entering or exiting the building.

यह विशेष रूप से खिड़कियों में उपयोग किए जाने वाले कांच के लिए सत्य है। सर्दियों में, हम जितनी संभव हो उतनी रोशनी और ऊर्जा को इमारत में प्रवेश करना चाहते हैं। लेकिन गर्मियों में, हम ऊर्जा को सीमित करना चाहते हैं जो इमारत को गर्म करती है और एयर कंडीशनिंग को दो गुना मेहनत करने पर मजबूर करती है।

इस विचार से इलेक्ट्रोक्रोमिक फिल्म की अवधारणा उत्पन्न हुई, जो एक पतली परत है जो इच्छानुसार खिड़कियों की छाया को चालू कर सकती है। बहुत छोटे विद्युत धारा के संपर्क में आने पर, ये फिल्में पारदर्शी से रंगीन हो जाती हैं और इन्फ्रारेड विकिरण से गर्मी को अवशोषित करती हैं।

यह तकनीक Metal-Organic Frameworks (MOFs), अत्यधिक उच्च छिद्रता (90% से अधिक) वाले पदार्थों पर निर्भर करती है।

समस्या यह है कि अब तक, सामान्य MOF फिल्में धीमी प्रतिक्रिया समय और खराब स्थिरता से ग्रस्त रही हैं। यह उन्हें सिद्धांत में आशाजनक बनाता था लेकिन व्यावहारिक रूप से बहुत उपयोगी नहीं बनाता।

This might have changed thanks to a new MOF design invented by researchers at the Harbin Institute of Technology, Quzhou University, Chengdu University of Electronic Science and Technology, and Yangzhou University in China.

संचालित शेड्स

The electrochromic film developed by the researchers works by integrating a new type of MOF. Or, more precisely, “modifying F-doped SnO2 with 4-mercaptobenzoic acid and fabricating Ni-IRMOF-74@MBA films using 3,3′-dihydroxy-4,4′-biphenyldicarboxylic acid”.

क्रिस्टलीय पदार्थों की पतली फिल्में बनाने और छिद्र आकार को ऑर्गेनिक लिगैंड की लंबाई बदलकर अनुकूलित करने की क्षमता के कारण। ये विशेषताएँ बेहतर धारा प्रवाह, रंगों पर अधिक सटीक नियंत्रण, और टिकाऊपन को सक्षम बनाती हैं।

The result is a film that can change color to green when exposed to 0.8V and dark red/brown with 1.6V.

स्रोत: ACS

यह फिल्म अन्य पूर्व MOFs की तुलना में अपनी स्थिरता (4500 चक्रों के बाद 95.7% प्रतिधारण) और 2 सेकंड से कम की तेज प्रतिक्रिया के कारण उल्लेखनीय है।

यह अभी स्पष्ट नहीं है कि ऐसी प्रणाली का अपनाना कितना व्यापक होगा। लेकिन कुल मिलाकर, डिकार्बोनाइज़ेशन और ऊर्जा खपत को कम करने की आवश्यकता के कारण, यह शहरों को अधिक हरा बनाने के तीर में एक और तीर है।

पतली फिल्म कंपनियां

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

The Chinese company entered the field of optical thin film materials in 2010. It produces multimedia commercial display systems and creates intelligent dimming projection systems, multimedia transparent photoelectric glass, etc.

यह शामिल करता है ऐसे कांच की दीवारें जो अपारदर्शी हो सकती हैं तथा हीट-रेज़िस्टेंट स्मार्ट फिल्म। इसलिए, यह इलेक्ट्रोक्रोमिक कांच को लागू करने के लिए एक अच्छा उम्मीदवार हो सकता है।

स्रोत: China Singyes

कंपनी ने अपनी वित्तीय रिपोर्टें अंग्रेजी में प्रकाशित की हैं, जो छोटे या विशिष्ट चीनी औद्योगिक कंपनियों के लिए हमेशा गारंटी नहीं होती।

कंपनी ने 2023 में मोटर वाहन फिल्म उत्पादन में विस्तार किया है, जो चीनी ऑटोमोबाइल उद्योग और चीनी कार निर्यात (मुख्यतः इलेक्ट्रिक वाहनों) की वृद्धि के बाद एक उभरता हुआ सेक्टर है।

Overall, the company is innovative and will likely benefit from the overall Chinese economic performance and the growing demand for more advanced materials to display advertisements and offer privacy in interior spaces like hotels and offices.

2. Kewei Films

A privately listed company, Kewei is the “biggest ITO PET, smart film, window film manufacturer”, with 60 million meters of annual production capacity.

यह इसे चीन की सबसे बड़ी विंडो टिंट, पेंट प्रोटेक्शन फिल्म, कार रैप विनाइल फिल्म, और स्मार्ट फिल्म निर्माता बनाता है।

Its window films are already used to reduce cooling costs. It also produced smart glass, with opacity that can be turned on at will.

स्रोत: Kewei

Kewei के पैमाने को देखते हुए, स्मार्ट फिल्म सेक्टर में निवेशकों को कंपनी पर नजर रखनी चाहिए भले ही यह सार्वजनिक रूप से ट्रेडेड न हो। यह विशेष रूप से सत्य है यदि नई इलेक्ट्रोक्रोमिक कोटिंग्स बनाई जाती हैं जो बाजार को बढ़ा सकती हैं और बड़े स्थापित खिलाड़ियों को उनके आकार का उपयोग करके उत्पादन लागत को कम करने में लाभ दे सकती हैं।