Elektrokromik Kaplamalar, Verimli HVAC Erişmede Kritik Olabilir

HVAC Enerji Kullanımını Çözmek

HVAC, yani Isıtma, Havalandırma ve Klima, küresel enerji tüketiminin büyük bir kısmından sorumludur; yazın binaları soğutur, kışın ısıtır. EIA’ya göre HVAC, ticari binalarda toplam enerji tüketiminin %40’ını ve konut binalarında %35’ini oluşturur.

Binaları soğutma ve ısıtma yöntemlerimizi iyileştirmek için çok çaba harcandı. Önemli bir yöntem, geleneksel sistemlere göre çok daha verimli bir şekilde ısı transferi yapan ısı pompalarının benimsenmesidir. Isı pompaları, fırın ısıtıcılarından 2‑4 kat daha verimlidir ve soğutma için de kullanılabilir.

Daha fazla bilgi için “Isı Pompaları Neden Ev İklim Kontrolü İçin Önde Gelen Bir Seçenek Olarak Övülüyor?” başlıklı makaleyi okuyabilirsiniz.

Isı pompaları zamanla daha da iyi hale gelebilir. Şu anda, ısıyı hareket ettirmek için sıkıştırma kullanan bir sisteme dayanıyorlar. Yakında, elektrokalorik malzemeler ısı pompalarının verimliliğini daha da artırabilir.

Ancak, soğutma ve ısıtma enerji faturalarını azaltmanın bir başka yolu, termal kayıpları baştan iyileştirmektir. Yetersiz izole edilmiş bir ev ya da ofis, HVAC sisteminin dış ortamı gereksiz yere ısıtıp soğutmasına neden olur.

Daha iyi izolasyon ilk adımdır ve genellikle inşaat tasarımının başlangıcında yer alır ya da pahalı bir retrofit/yeniden inşa gerektirir. Ancak, izolasyon da sınırlı bir etki sağlar; yeni malzemeler yardımcı olabilir.

Örneğin, adaptif çatı kiremitleri, kiremitin sıcaklığına bağlı olarak ısıtma ve soğutma durumları arasında geçiş yapabilir.

Uyarlanabilir İzolasyon

İzolasyon veya adaptif çatı kiremitleri gibi otomatik tepkisel malzemelerin bir sınırlaması, bazen ters etki yaratabilmeleridir. İdeal olarak, binaya giren ya da çıkan enerjiyi isteğe bağlı olarak açıp kapatabilen malzemeler tercih ederiz.

Bu durum özellikle pencerelerde kullanılan cam için geçerlidir. Kışın, binaya mümkün olduğunca çok ışık ve enerji girmesini isteriz. Ancak yazın, binayı ısıtan enerjiyi sınırlamak ve klima sisteminin iki kat daha fazla çalışmasını önlemek isteriz.

Bu düşünceden, pencerelerin gölgelendirmesini isteğe bağlı olarak açıp kapatabilen ince bir katman olan elektrokromik filmlerin konsepti ortaya çıktı. Çok düşük bir elektrik akımına maruz kaldıklarında, bu filmler şeffaftan renklilere dönüşür ve kızılötesi ışınlardan ısı emer.

Teknoloji, Metal‑Organik Çerçeveler (MOF’lar), %90’ın üzerindeki çok yüksek gözenekliliğe sahip malzemeler üzerine dayanır.

Sorun, bugüne kadar tipik MOF filmlerinin yavaş yanıt süreleri ve düşük stabiliteye sahip olmasıdır. Bu durum, teoride umut vaat etmelerine rağmen pratikte çok faydalı olmamalarına yol açtı.

Bu durum, Çin’deki Harbin Teknoloji Enstitüsü, Quzhou Üniversitesi, Chengdu Elektronik Bilim ve Teknoloji Üniversitesi ve Yangzhou Üniversitesi araştırmacıları tarafından icat edilen yeni bir MOF tasarımı sayesinde değişmiş olabilir.

Güçlendirilmiş Gölgelikler

Araştırmacılar tarafından geliştirilen elektrokromik film, yeni bir MOF türünün entegrasyonu ile çalışır. Daha doğrusu, “F-dopeli SnO2’yi 4‑merkaptobenzoik asit ile modifiye edip 3,3′‑dihidroksi‑4,4′‑bifenildikarboksilik asit kullanarak Ni‑IRMOF‑74@MBA filmlerini üretmek” şeklinde bir süreçtir.

Kristal maddelerin, metal iyonuna bağlanan organik ligandın uzunluğunu değiştirerek özelleştirilebilen gözenek boyutlarına sahip ince filmler oluşturma yeteneği sayesinde. Bu özellikler, akım akışını iyileştirir, renk kontrolünü daha hassas hale getirir ve dayanıklılık sağlar.

Sonuç, 0,8 V uygulandığında yeşile, 1,6 V uygulandığında ise koyu kırmızı/kahverengiye dönüşebilen bir filmdir.

Kaynak: ACS

Film, önceki MOF’lerden farklı olarak %95,7 koruma oranı (4500 döngü sonrası) ve 2 saniyenin altında bir yanıt süresi sayesinde dikkat çekicidir.

Bu sistemin ne kadar yaygın olarak benimsenebileceği henüz net değil. Ancak, karbon salınımını azaltma ve enerji tüketimini düşürme ihtiyacı nedeniyle, şehirleri daha yeşil hâle getirme okçusunun bir ok daha fazlası olarak görülüyor.

İnce Film Şirketleri

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

Çinli şirket, 2010 yılında optik ince film malzemeleri alanına girdi. Çoklu ortam ticari gösterim sistemleri üretir ve akıllı karartma projeksiyon sistemleri, çoklu ortam şeffaf fotoelektrik cam vb. ürünler geliştirir.

Buna, opak hâle getirilebilen cam duvarlar ve ısıya dayanıklı akıllı film de dahildir. Bu nedenle, elektrokromik cam uygulamaları için de iyi bir aday olabilir.

Kaynak: China Singyes

Şirket, finansal raporlarını İngilizce olarak yayımlamaktadır; bu, daha küçük ya da niş Çin endüstri şirketleri için her zaman garanti değildir.

Şirket, 2023 yılında motorlu taşıt filmleri üretimine yönelerek, Çin otomotiv endüstrisinin ve Çin otomobil ihracatının (çoğunlukla EV’ler) büyümesinin ardından hızla gelişen bir sektöre adım attı.

Genel olarak, şirket yenilikçi ve Çin’in genel ekonomik performansından ve reklam gösterimleri ile oteller ve ofisler gibi iç mekanlarda mahremiyet sağlamak için daha gelişmiş malzemelere artan talebin faydasını görecek gibi görünüyor.

2. Kewei Films

Özel bir şekilde listelenen bir şirket olan Kewei, “en büyük ITO PET, akıllı film, pencere filmi üreticisi” konumundadır ve yıllık 60 milyon metre üretim kapasitesine sahiptir.

Bu, Kewei’yi Çin’in en büyük pencere tonlaması, boya koruma filmi, araç sarma vinil filmi ve akıllı film üreticisi yapmaktadır.

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

Kaynak: Kewei

Kewei’nin ölçeği göz önüne alındığında, akıllı film sektöründeki yatırımcıların şirketi halka açık olmasa bile yakından takip etmeleri gerekir. Bu, özellikle yeni elektrokromik kaplama formları piyasayı büyütebilir ve büyük, köklü oyuncuların üretim maliyetlerini düşürmek için ölçek avantajını kullanmalarına avantaj sağlayabilir.