Elektrokromiske belegg kan vise seg avgjørende for å oppnå effektiv HVAC

Løse HVAC‑energibruk

HVAC, eller oppvarming, ventilasjon og klimaanlegg er ansvarlig for betydelig global energibruk, kjøling av bygninger om sommeren og oppvarming om vinteren. Ifølge EIA representerer HVAC omtrent 40 % av total energiforbruk i kommersielle bygninger og 35 % i boliger.

Det er gjort mye innsats for å forbedre måten vi kjøler og varmer bygninger på. En viktig metode er særlig adopsjonen av varmepumper, som overfører varme inn i eller ut av bygninger mye mer effektivt enn konvensjonelle systemer. De er 2–4 ganger mer effektive enn ovnsvarmere og kan også brukes til kjøling.

Du kan lese mer om temaet varmepumper i «Hvorfor blir varmepumper fremhevet som et toppalternativ for hjemmeklimakontroll?».

Varmepumper kan også bli bedre over tid. For øyeblikket er de hovedsakelig basert på et system som bruker kompresjon for å flytte varmen. Snart kan elektrokaloriske materialer forbedre varmepumpenes effektivitet ytterligere.

Imidlertid er en annen måte å redusere energikostnadene for kjøling og oppvarming på å forbedre de termiske tapene i første omgang. Et dårlig isolert hus eller kontor vil få HVAC‑systemet til å varme opp og kjøle ned uten mening.

Bedre isolasjon er et første steg og er vanligvis en del av den innledende byggeplanen eller krever kostbar ettermontering/ombygging. Likevel kan selv isolasjon bare gjøre så mye; nye materialer kan hjelpe.

For eksempel kan adaptive takfliser bytte mellom en oppvarmingstilstand og en kjølingstilstand, avhengig av flisens temperatur.

Tilpassbar isolasjon

En begrensning ved bruk av isolasjon eller automatiserte reaktive materialer som adaptive takfliser er at de noen ganger kan være kontraproduktive. Ideelt sett vil vi foretrekke materialer som kan slås av eller på etter behov, og modulere mengden energi som kommer inn i eller går ut av bygningen.

Dette gjelder spesielt for glasset som brukes i vinduer. Om vinteren ønsker vi så mye lys og energi som mulig inn i bygningen. Men om sommeren vil vi begrense energien som varmer opp bygningen og tvinger klimaanlegget til å jobbe dobbelt så hardt.

Fra denne ideen oppsto konseptet med elektrokromiske filmer, et tynt lag av materiale som kan aktivere skjerming av vinduer etter ønske. Når de utsettes for en svært liten elektrisk strøm, kan disse filmene gå fra gjennomsiktige til fargede og absorbere varme fra infrarød stråling.

Teknologien bygger på metall‑organiske rammeverk (MOFs), materialer med svært høy porøsitet (over 90 %).

Problemet er at hittil har vanlige MOF‑filmer lidd under langsomme responstider og dårlig stabilitet. Dette gjorde dem lovende i teorien, men ikke særlig nyttige i praksis.

Dette kan ha endret seg takket være en ny MOF‑design oppfunnet av forskere ved Harbin Institute of Technology, Quzhou University, Chengdu University of Electronic Science and Technology og Yangzhou University i Kina.

Strømforsynte skygger

Den elektrokromiske filmen utviklet av forskerne fungerer ved å integrere en ny type MOF. Eller mer presist, «modifisere F‑dopet SnO2 med 4‑merkaptobenzoesyre og fremstille Ni‑IRMOF‑74@MBA‑filmer ved bruk av 3,3′‑dihydroksy‑4,4′‑bifenyl­dikarboksylsyre».

Fordi de krystallinske stoffenes evne til å danne tynne filmer med porestørrelser som kan tilpasses ved å endre lengden på den organiske liganden som binder seg til metallionen. Disse egenskapene gjør det mulig med forbedret strømflyt, mer presis fargekontroll og holdbarhet.

Resultatet er en film som kan skifte farge til grønn ved 0,8 V og mørk rød/brun ved 1,6 V.

Kilde: ACS

Filmen er bemerkelsesverdig i forhold til tidligere MOFs på grunn av sin stabilitet (95,7 % beholdning etter 4500 sykluser) og en rask respons på under 2 sekunder.

Det er ennå ikke klart hvor utbredt slik systemadopsjon vil bli. Men generelt, på grunn av behovet for å dekarbonisere og redusere energiforbruket, er det en ekstra pil i buen for å gjøre byer grønnere.

Tynne film‑selskaper

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

Det kinesiske selskapet gikk inn i feltet for optiske tynne film‑materialer i 2010. Det produserer multimediale kommersielle displaysystemer og lager intelligente dempings‑projeksjonssystemer, multimedialt transparent fotoelektrisk glass, osv.

Dette inkluderer glassvegger som kan gjøres ugjennomsiktige samt varmebestandig smartfilm. Så det kan også være en god kandidat for å implementere elektrokromisk glass.

Kilde: China Singyes

Selskapet publiserte sine finansielle rapporter på engelsk, noe som ikke alltid er garantert for mindre eller nisje kinesiske industriselskaper.

Selskapet har i 2023 utvidet seg til produksjon av kjøretøyfilmer, en blomstrende sektor etter veksten i den kinesiske bilindustrien og kinesisk bil eksport (for det meste el‑biler).

Alt i alt er selskapet innovativt og vil sannsynligvis dra nytte av Kinas samlede økonomiske ytelse og den økende etterspørselen etter mer avanserte materialer for å vise annonser og tilby privatliv i innendørs rom som hoteller og kontorer.

2. Kewei Films

Et privat notert selskap, Kewei er den «største ITO PET‑, smartfilm‑ og vindusfilmprodusenten», med en årlig produksjonskapasitet på 60 millioner meter.

Dette gjør det til Kinas største vindusfargetone, lakkbeskyttelsesfilm, bilomslag‑vinylfilm, og smartfilmprodusent.

Dens vindusfilmer brukes allerede for å redusere kjølekostnader. Den produserer også smartglass, med en opasitet som kan slås på etter ønske.

Kilde: Kewei

Med tanke på Keweis størrelse bør investorer i smartfilm‑sektoren holde øye med selskapet selv om det ikke er børsnotert. Dette er spesielt relevant dersom nye former for elektrokromiske belegg blir utviklet som kan utvide markedet og gi en fordel til store etablerte aktører som kan utnytte sin størrelse for å kutte produksjonskostnader.