Похожие статьи
Ученые Стэнфордского университета изобрели новый вид краски, который позволяет сохранять дома и другие здания прохладными летом и теплыми зимой, значительно сокращая потребление энергии, затраты и выбросы парниковых газов.
На отопление и охлаждение помещений приходится около 13% мирового потребления энергии и около 11% выбросов парниковых газов. Согласно исследованию, опубликованному в Proceedings of the National Academy of Sciences, новые краски сократили энергию, используемую для обогрева, примерно на 36% в экспериментах с использованием искусственных холодных сред. Они сократили энергию, необходимую для охлаждения, почти на 21% в условиях искусственного тепла. При моделировании типичного жилого дома средней этажности в различных климатических зонах по всей территории Соединенных Штатов с новой краской на наружных стенах и крышах общее потребление энергии на отопление, вентиляцию и кондиционирование воздуха снизилось на 7, 4% в течение года.
«Потребление энергии и выбросы от отопления, по прогнозам, продолжат снижаться из-за повышения энергоэффективности, но использование кондиционеров растет, особенно в развивающихся странах в условиях потепления в мире», — рассказывает старший автор исследования Йи Цуй, профессор материаловедения и инженерии, энергетических наук и инжиниринга, а также науки о фотонах в Национальной ускорительной лаборатории SLAC. — Как для отопления, так и для кондиционирования воздуха мы должны сокращать потребление энергии и выбросы во всем мире, чтобы достичь наших целей по нулевому уровню выбросов. Все больше внимания уделяется тому, как уменьшить теплообмен между жилыми и рабочими помещениями человека и окружающей средой, и востребованы новые материалы для улучшенной изоляции, такие как пленки с низким коэффициентом излучения для окон».
Современные краски с низким коэффициентом излучения обычно имеют серебристый или серый металлик, эстетика которого ограничивает их использование. Недавно изобретенные краски состоят из двух слоев, наносимых отдельно: отражающий инфракрасное излучение нижний слой с использованием алюминиевых чешуек и ультратонкий, прозрачный для инфракрасного излучения верхний слой с использованием неорганических наночастиц, который выпускается в широкой цветовой гамме. Инфракрасный спектр солнечного света обеспечивает 49% естественного нагрева планеты, когда он поглощается поверхностями.
Для отвода тепла краску можно наносить на наружные стены и крыши. Большая часть этого инфракрасного света проходит через цветной слой новой краски, отражается от нижнего слоя и выходит обратно в виде света, не поглощаясь строительными материалами в виде тепла. Чтобы сохранить тепло внутри, краски наносятся на внутренние стены, где, опять же, нижний слой отражает инфракрасные волны, которые передают энергию через пространство и невидимы человеческому глазу.
В частности, до 80% света в высоком среднем инфракрасном диапазоне отражается красками, выполняя большую часть работы по сохранению тепла внутри в холодную погоду и снаружи в жаркую погоду. Цветной слой также отражает некоторое количество света в ближнем инфракрасном диапазоне, что способствует снижению затрат на кондиционирование воздуха. Исследовательская группа протестировала свои краски в белом, синем, красном, желтом, зеленом, оранжевом, фиолетовом и темно-сером цветах. Исследователи обнаружили, что они в 10 раз лучше, чем обычные краски тех же цветов, отражают свет в высоком среднем инфракрасном диапазоне.
Краски можно наносить за пределами зданий для повышения энергоэффективности в других местах. Например, ею можно покрыть грузовики и железнодорожные вагоны, используемые для перевозки в рефрижераторах, на охлаждение которых может уходить до половины бюджета транспортировки.
Эксклюзивный перевод
О светлом будущем заботятся политики, о светлом прошлом – историки, о светлом настоящем – журналисты.