Revestimentos Eletrocrômicos podem ser Cruciais para Alcançar Eficiência em HVAC

Resolvendo o Consumo de Energia do HVAC

HVAC, ou Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado, é responsável por grande parte do consumo global de energia, resfriando edifícios no verão e aquecendo-os no inverno. Segundo a EIA, o HVAC representa aproximadamente40% do consumo total de energia em edifícios comerciais e 35% em edifícios residenciais.

Muito esforço tem sido feito para melhorar a forma como resfriamos e aquecemos edifícios. Um método importante é, notavelmente, a adoção de bombas de calor, que transferem calor para dentro ou para fora dos edifícios de forma muito mais eficiente que os sistemas convencionais. Elas são de 2 a 4 vezes mais eficientes que aquecedores a gás e podem também funcionar para resfriamento.

Você pode ler mais sobre o tema das bombas de calor em “Por que as Bombas de Calor são Consideradas uma Opção Principal para Controle Climático Residencial?”.

As bombas de calor também podem melhorar com o tempo. Por enquanto, elas são baseadas principalmente em um sistema que usa compressão para mover o calor. Em breve, materiais eletrocalóricos podem melhorar ainda mais a eficiência das bombas de calor.

No entanto, outra forma de reduzir a conta de energia de resfriamento e aquecimento seria melhorar as perdas térmicas desde o início. Uma casa ou escritório mal isolado fará com que seu sistema HVAC aqueça e resfrie o ambiente externo desnecessariamente.

Um melhor isolamento é o primeiro passo e geralmente faz parte do projeto de construção inicial ou requer retrofit/reconstrução caros. Contudo, mesmo o isolamento tem limites; novos materiais podem ajudar.

Por exemplo, telhas de telhado adaptativas podem mudar entre um estado de aquecimento e um estado de resfriamento, dependendo da temperatura da telha.

Isolamento Adaptável

Uma limitação do uso de isolamento ou materiais reativos automatizados, como telhas de telhado adaptativas, é que eles podem às vezes ser contraproducentes. Idealmente, preferiríamos ter materiais que possam ser ligados ou desligados à vontade, modulando a quantidade de energia que entra ou sai do edifício.

Isso é especialmente verdadeiro para o vidro usado nas janelas. No inverno, queremos o máximo de luz e energia entrando no edifício. Mas no verão, queremos limitar a energia que aquece o edifício e força o ar condicionado a trabalhar duas vezes mais.

Dessa ideia surgiu o conceito de filmes eletrocrômicos, uma camada fina de material capaz de ativar a sombreamento das janelas à vontade. Quando submetidos a uma corrente elétrica muito pequena, esses filmes podem mudar de transparente para colorido e absorver calor da radiação infravermelha.

A tecnologia baseia‑se em Metal‑Organic Frameworks (MOFs), materiais com porosidade muito alta (acima de 90%).

O problema é que, até agora, os filmes MOF típicos sofreram de tempos de resposta lentos e baixa estabilidade. Isso os tornava promissores na teoria, mas pouco úteis na prática.

Isso pode ter mudado graças a um novo design de MOF inventado por pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Harbin, da Universidade de Quzhou, da Universidade de Chengdu de Ciência e Tecnologia Eletrônica e da Universidade de Yangzhou na China.

Cortinas Ativas

O filme eletrocrômico desenvolvido pelos pesquisadores funciona integrando um novo tipo de MOF. Ou, mais precisamente, “modificando SnO2 dopado com F com ácido 4‑mercaptobenzóico e fabricando filmes Ni‑IRMOF‑74@MBA usando ácido 3,3′‑dihidroxil‑4,4′‑bifenil‑dicarboxílico”.

Devido à capacidade das substâncias cristalinas de formar filmes finos com tamanhos de poros que podem ser personalizados alterando o comprimento do ligante orgânico que se liga ao íon metálico. Essas características permitem melhor fluxo de corrente, controle mais preciso das cores e durabilidade.

O resultado é um filme que pode mudar de cor para verde quando exposto a 0,8 V e para vermelho escuro/marrão com 1,6 V.

Fonte: ACS

O filme se destaca em relação a outros MOFs anteriores devido à sua estabilidade (retenção de 95,7% após 4500 ciclos) e resposta rápida inferior a 2 segundos.

Ainda não está claro quão difundida será a adoção de tal sistema. Mas, de modo geral, devido à necessidade de descarbonizar e reduzir o consumo de energia, é mais uma flecha no arsenal para tornar as cidades mais verdes.

Empresas de Filmes Finos

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

A empresa chinesa entrou no campo de materiais ópticos de filmes finos em 2010. Ela produz sistemas de exibição comercial multimídia e cria sistemas de projeção de atenuação inteligente, vidro fotoelétrico transparente multimídia, etc.

Isso inclui paredes de vidro que podem se tornar opacas, bem como filme inteligente resistente ao calor. Portanto, pode ser um bom candidato para a implantação de vidro eletrocrômico também.

Fonte: China Singyes

A empresa publicou seus relatórios financeiros em inglês, algo nem sempre garantido para empresas industriais chinesas menores ou de nicho.

A empresa tem se expandido em 2023 para a produção de filmes para veículos automotores, um setor em expansão após o crescimento da indústria automotiva chinesa e das exportações de carros chineses (principalmente veículos elétricos).

No geral, a empresa é inovadora e provavelmente se beneficiará do desempenho econômico geral da China e da crescente demanda por materiais mais avançados para exibir anúncios e oferecer privacidade em espaços internos como hotéis e escritórios.

2. Kewei Films

Empresa de capital fechado, a Kewei é o “maior fabricante de ITO PET, filme inteligente e filme para janelas”, com capacidade de produção anual de 60 milhões de metros.

Isso a torna a maior produtora da China de película para janelas, filme de proteção de pintura, filme vinílico para envelopamento de carros e filme inteligente.

Seus filmes para janelas já são usados para reduzir custos de resfriamento. Também produz vidro inteligente, com opacidade que pode ser ativada à vontade.

Fonte: Kewei

Considerando a escala da Kewei, investidores no setor de filmes inteligentes devem ficar atentos à empresa, mesmo que ela não seja de capital aberto. Isso é especialmente verdadeiro se novas formas de revestimentos eletrocrômicos forem criadas, capazes de expandir o mercado e dar vantagem a grandes players estabelecidos ao aproveitar seu tamanho para reduzir custos de produção.