Duke University, un materiale elettrocromico per aiutare gli edifici a riscaldarsi e raffreddarsi

Gli scienziati della Duke University della Carolina del Nord hanno sviluppato un materiale elettrocromico denominato UWB-TCE, in grado di cambiare la propria trasmittanza termica quando attraversato da una corrente elettrica, e quindi di variare la capacità di isolare o lasciar passare il calore, così risultando un ottimo elemento per il riscaldamento ed il raffrescamento degli edifici se applicato ad esempio come finitura dell’involucro esterno.

Questo nuovo materiale, ancora in fase di sviluppo, è composto da due strati di elettrodi in grafene, ognuno dei quali arricchito da un reticolato di polvere d’oro per migliorarne la conduttività elettrica, tra i quali è stato inserito un elettrolita liquido contenente nanoparticelle metalliche, ed infine sul fondo un materiale riflettente tipo specchio.

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Quando una corrente elettrica scorre tra gli elettrodi del materiale, le nanoparticelle rispondono raggruppandosi vicino all’elettrodo superiore, ciò fa sì che l’elettrolita diventi nero ed acquisti caratteristiche atte ad assorbire e intrappolare lo spettro visibile e quello infrarosso della luce solare, riscaldandosi di conseguenza e contribuendo ad esempio al riscaldamento di un edificio e degli ambienti che lo compongono.

“Posso immaginare questo tipo di tecnologia che forma una sorta di involucro o facciata per gli edifici per riscaldarli e raffreddarli passivamente, riducendo notevolmente la quantità di energia che i nostri sistemi di riscaldamento, ventilazione e aria condizionata devono consumare. Sono fiducioso in questo lavoro e penso che la sua direzione futura sia molto promettente” afferma il Po Chun Hsu professore presso la Duke University.

Un campione del materiale nei suoi stati trasparente/raffreddante (a sinistra) e opaco/riscaldante (a destra) – Clicca per ingrandire

Quando la corrente elettrica viene invertita le nanoparticelle nell’elettrolita invece si diradano, trasformandolo da nero a trasparente, e rivelando lo specchio sottostante capace di riflette la luce del sole ed il relativo calore, nonché in grado di lasciarsi attraversare dallo spettro infrarosso intrappolata dietro al materiale, aiutando così l’edificio a smaltire calore e quindi a mantenersi fresco.

Da precisare che quando il materiale si trova nello stato riflettente non è trasparente, quindi il materiale non può essere utilizzato ad esempio come vetro per finestre.

Durante i primi test l’UWB-TCE impiega circa 2 minuti per la transizione tra i due stati, però attualmente è in grado di compiere solo circa 24 variazioni prima di perdere efficienza: infatti gli scienziati stanno portando avanti questa tecnologia proprio con lo scopo principale di aumentare notevolmente la capacità di mutamento.

Per il momento nessuna informazione circa il consumo energetico per il cambio di stato e poco chiaro se la corrente elettrica è necessaria solo per i minuti di transizione o per tutto il tempo di mantenimento; per maggiori dettagli a riguardo vi invitiamo a visionare la pubblicazione dell’American Chemical Society Energy Letters.

Fonte: http://feeds.hwupgrade.it/