Пена на древесной основе пассивно охлаждает здания и сократит счета за электроэнергию

 

Огромная часть энергии расходуется на отопление и охлаждение домов и зданий, поэтому важно найти новые способы пассивного регулирования температуры. Инженеры из Китая и Германии разработали новую пену на древесной основе, которая может пассивно охлаждать здания.

Кондиционер эффективен, но это не самый экологичный и экономный способ охлаждения. Ученые разрабатывают методы, которые потребляют меньше электроэнергии, в том числе сверхбелые краски или зеркальные покрытия, отражающие солнечный свет, а также системы солнечного охлаждения, которые излучают тепло здания в виде инфракрасных волн.

Но эффективность этих систем может различаться в разных условиях. Например, отражающие покрытия все еще могут пропускать тепло, если на улице особенно жарко или влажно, а солнечное охлаждение не работает, если облачно.

Ученые из Геттингенского университета и Нанкинского университета лесного хозяйства создали новый материал, который, по их словам, решает некоторые из этих проблем. По сути, это вспененное вещество, сделанное из дерева, которое отражает солнечный свет, действует как теплоизоляция и отдает поглощенное тепло обратно в атмосферу.

Он сделан из нанокристаллов целлюлозы, соединенных силановым мостиком, который затем лиофилизируют в белую легкую пену. Конечный продукт отражает 96 % видимого солнечного света и испускает 92 % поглощаемого им инфракрасного излучения.

Чтобы проверить способность материала к охлаждению, исследователи поместили его над коробкой, выстланной внутри алюминиевой фольгой, и поставили под прямыми солнечными лучами в полдень. Материал сохранял внутреннюю часть коробки на 9,2 ° C холоднее, чем воздух снаружи, и даже во влажную погоду он по-прежнему сохранял внутреннюю часть на 7,4 ° C прохладнее. Исследователи подсчитали, что если нанести пену на крышу и стены здания, это может снизить потребность в энергии для охлаждения в среднем на 35 %.

Самое интересное, что охлаждающая способность пены уменьшалась, если ее сжимать. Это может показаться недостатком, но команда предполагает, что сжатие пены может быть полезным способом тонкой настройки степени охлаждения в соответствии с требованиями погоды или окружающей среды.

Исследователи говорят, что новая охлаждающая пена может в конечном итоге проложить путь к терморегулирующим материалам, которые не только сами по себе безвредны для окружающей среды, но и снижают количество энергии необходимой для охлаждения.