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

HVAC ऊर्जा उपयोग का समाधान

HVAC का अर्थ हीटिंग, वेंटिलेशन और एयर कंडीशनिंग है। भवनों में तापमान और हवा की गुणवत्ता नियंत्रित करने में इन प्रणालियों की महत्वपूर्ण भूमिका है। लेख में उद्धृत अमेरिकी ऊर्जा आँकड़ों के अनुसार इनका हिस्सा लगभग व्यावसायिक भवनों की ऊर्जा खपत में 40% और आवासीय भवनों में 35% था। ये एक विशेष क्षेत्र और आँकड़ा-आधार के अनुमान हैं, वैश्विक ऊर्जा खपत के सार्वभौमिक अनुपात नहीं।

हीट पंप ईंधन जलाने या केवल प्रतिरोधी हीटर से गर्मी बनाने के बजाय गर्मी को एक स्थान से दूसरे स्थान तक पहुँचाते हैं। उपयुक्त परिस्थितियों में वे एक इकाई बिजली से कई इकाइयों के बराबर ऊष्मा दे सकते हैं। वास्तविक दक्षता तापमान, उपकरण और स्थापना पर निर्भर करती है।

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

हीट पंपों की तकनीक भी विकसित हो रही है। प्रचलित प्रणालियों में प्रायः वाष्प-संपीड़न चक्र होता है। अनुसंधान में इलेक्ट्रोकैलोरिक सामग्री पर आधारित शीतलन के विकल्प भी जाँचे जा रहे हैं; इन्हें पहले से व्यापक रूप से उपलब्ध बेहतर विकल्प मानना उचित नहीं।

ऊर्जा की जरूरत घटाने का दूसरा तरीका भवन में अनचाही गर्मी का आना और बाहर जाना कम करना है। कमजोर इन्सुलेशन से गर्मियों में शीतलन और सर्दियों में ताप की माँग बढ़ सकती है।

उचित इन्सुलेशन, वायुरोधकता और भवन-डिजाइन उपयोगी उपाय हैं। पुराने भवनों में लागत और संभावित बचत अलग-अलग होती हैं; हर सुधार के लिए पूरा पुनर्निर्माण जरूरी नहीं।

उदाहरण के लिए, तापमान के अनुसार ऊष्मीय विकिरण बदलने वाली अनुकूलनीय छत की टाइलों पर शोध हुआ है।

अनुकूलनीय इन्सुलेशन

अनुकूलनीय सामग्री अलग-अलग परिस्थितियों में ऊष्मा के आदान-प्रदान को नियंत्रित कर सकती है। सक्रिय नियंत्रण का एक लक्ष्य यह है कि जरूरत के अनुसार प्रकाश और ऊष्मा का प्रवेश बदला जा सके। यह पारंपरिक इन्सुलेशन का समानार्थी नहीं है।

खिड़कियों में यह विचार विशेष रूप से उपयोगी हो सकता है। किसी समय सूर्य की रोशनी से मिलने वाली गर्मी लाभदायक होती है, जबकि दूसरे समय वही शीतलन की जरूरत बढ़ाती है। सही संतुलन मौसम, भवन और उपयोग पर निर्भर करता है।

इलेक्ट्रोक्रोमिक फिल्म विद्युत विभव लगाने पर अपना रंग और प्रकाश-पारगम्यता बदलती है। इससे स्मार्ट खिड़की से गुजरने वाले प्रकाश या कुछ तरंगदैर्घ्यों के विकिरण को नियंत्रित किया जा सकता है। सभी ऐसी फिल्मों की ऊष्मीय क्रिया एक जैसी नहीं होती।

इस अध्ययन में धातु-कार्बनिक ढाँचे (MOF), यानी धातु केंद्रों और कार्बनिक लिगैंड से बनी छिद्रयुक्त संरचनाएँ इस्तेमाल हुईं। हर इलेक्ट्रोक्रोमिक तकनीक MOF पर निर्भर नहीं होती और सभी MOF की छिद्रता 90% से अधिक नहीं होती।

कुछ पहले अध्ययन किए गए MOF में प्रतिक्रिया की गति और स्थिरता सीमित थीं। उनका प्रदर्शन संरचना, सब्सट्रेट और आयन परिवहन पर निर्भर करता है।

चीन के विभिन्न संस्थानों के शोधकर्ताओं ने 2024 में एक नई MOF-आधारित फिल्म का अध्ययन प्रकाशित किया। परिणाम प्रयोगशाला सामग्री और उपकरण के थे, किसी भवन में प्रमाणित दीर्घकालिक ऊर्जा बचत के नहीं।

विद्युत नियंत्रण से बदलता रंग

शोधकर्ताओं ने फ्लोरीन-डोप्ड टिन ऑक्साइड (FTO) सब्सट्रेट को 4-मर्कैप्टोबेंजोइक अम्ल से संशोधित किया और उस पर Ni-IRMOF-74@MBA फिल्म बनाई। ढाँचा बनाने में 3,3′-डाइहाइड्रॉक्सी-4,4′-बाइफिनाइलडाइकार्बोक्सिलिक अम्ल का उपयोग हुआ।

लिगैंड और सतह-संशोधन से ढाँचे के छिद्रों, सब्सट्रेट से जुड़ाव और आयन परिवहन को प्रभावित किया जा सकता है। इस डिजाइन का उद्देश्य अधिक तेज और स्थिर रंग-परिवर्तन था।

परीक्षण में फिल्म 0.8 वोल्ट पर हरी और 1.6 वोल्ट पर गहरी भूरी हुई। ये प्रयोग में प्रयुक्त विभव हैं, किसी पूर्ण खिड़की प्रणाली की कुल ऊर्जा जरूरत का माप नहीं।

स्रोत: ACS

अध्ययन में फिल्म के रंग बनने और मिटने का समय लगभग 1.9 और 2.0 सेकंड था तथा 4,500 चक्रों के बाद 95.7% प्रदर्शन बना रहा। बनाए गए पूरे इलेक्ट्रोक्रोमिक उपकरण के आँकड़े अलग थे: लगभग 2.3 और 7.9 सेकंड तथा 1,200 चक्रों के बाद 85% प्रतिधारण। फिल्म और उपकरण की स्थिरता को एक ही परिणाम नहीं मानना चाहिए।

भवनों में उपयोग के लिए बड़े क्षेत्र में निर्माण, मौसम और पराबैंगनी प्रकाश के प्रति टिकाऊपन, नियंत्रण, लागत तथा वास्तविक ऊर्जा बचत जाँचना बाकी है। परिणाम संभावनाएँ दिखाते हैं, व्यापक उपयोग या लाभ की गारंटी नहीं।

पतली फिल्मों से संबंधित कंपनियाँ

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

China Singyes New Materials ने 2010 के आसपास ऑप्टिकल पतली फिल्मों के क्षेत्र में काम शुरू किया। उसके उत्पादों में डिस्प्ले और प्रकाश नियंत्रित करने वाली सामग्री शामिल हैं। यह जानकारी नए शोध की तकनीक अपनाने का प्रमाण नहीं है।

इनमें गोपनीयता के लिए पारदर्शिता बदलने वाली फिल्में और खिड़की की फिल्में शामिल हैं। ऐसी फिल्म का इलेक्ट्रोक्रोमिक MOF फिल्म होना जरूरी नहीं; कुछ स्मार्ट फिल्में लिक्विड-क्रिस्टल तकनीक इस्तेमाल करती हैं।

स्रोत: China Singyes

कंपनी ने अपनी वित्तीय रिपोर्टें अंग्रेजी में प्रकाशित की हैं। अंग्रेजी रिपोर्ट उपलब्ध होना कंपनी के वित्तीय प्रदर्शन या नई सामग्री के व्यावसायीकरण की गारंटी नहीं।

कंपनी ने 2023 में वाहन संबंधी फिल्म कारोबार के विस्तार का उल्लेख किया। वाहन बाजार की वृद्धि संभावित माँग का एक कारक है; चीन के कुल वाहन निर्यात को केवल या मुख्यतः इलेक्ट्रिक वाहन निर्यात नहीं मानना चाहिए।

डिस्प्ले, गोपनीयता और वाहन फिल्में कंपनी के प्रासंगिक बाजार हैं। नई सामग्री से लाभ होगा या नहीं, यह उत्पाद की उपयुक्तता, प्रतिस्पर्धा, लागत और माँग पर निर्भर करेगा।

2. Kewei Films

Kewei एक निजी कंपनी के रूप में प्रस्तुत की गई थी। कंपनी ने ITO-PET, स्मार्ट और विंडो फिल्मों के बड़े निर्माता होने तथा सालाना लगभग 6 करोड़ मीटर उत्पादन क्षमता का दावा किया। यह कंपनी का दावा है, स्वतंत्र रूप से प्रमाणित वैश्विक रैंकिंग नहीं।

इसके उत्पादों में विंडो टिंट, पेंट-प्रोटेक्शन और वाहन रैप फिल्में शामिल हैं। वह स्वयं को एक बड़ा स्मार्ट फिल्म निर्माता बताती है।

इसकी विंडो फ़िल्मों का उद्देश्य सूर्य से आने वाली ऊष्मा या चमक को नियंत्रित करना हो सकता है। वास्तविक ऊर्जा बचत भवन और स्थापना पर निर्भर करेगी। कंपनी ने स्मार्ट ग्लास उत्पाद भी पेश किए हैं। गोपनीयता के लिए अपारदर्शिता बदलना, गर्मी रोकना और इलेक्ट्रोक्रोमिक परिवर्तन अलग कार्य हैं।

स्रोत: Kewei

Kewei का कारोबार संबंधित उद्योग का उदाहरण है, लेकिन निजी कंपनी में निवेश की उपलब्धता और शर्तें सार्वजनिक शेयरों से अलग हैं। लेख में वर्णित MOF फिल्म को अपनाने, उसका लाइसेंस लेने या उससे भविष्य में लाभ कमाने का प्रमाण यहाँ नहीं दिया गया है।