Новости химической науки > Умные окна запасают солнечную энергию

Исследователи из Китая разработали умное окно, которое не только способствует нагреву помещения в холода и охлаждению в жару, но также может применяться в качестве аккумулятора энергии для питания электроприборов, находящихся в здании.

В некоторых зданиях мира уже применяются «умные окна» – они служат для снижения энергопотребления здания за счет контроля освещенности помещений, пропускания излучения в определенном спектральном диапазоне и т.д. Одним из наиболее распространенных примеров применения «умных окон» являются музейные витрины и окна музеев, предохраняющие экспонаты от повреждения лучами солнечного света.

Рисунок из Energy Environ. Sci., 2012, DOI: 10.1039/c2ee21643d

Чжисян Вей (Zhixiang Wei) из Национального Центра Наноисследований и Технологий создал умное окно, которое является комбинацией суперконденсатора и электрохромного матеиала, способного изменять окраску. При облучении солнечным светом новый материал поглощает лучи Солнца, абсорбирует и накапливает энергию, однако, когда достигается предельная емкость накопления, окно темнеет, понижая уровень пропускаемого света. Такой подход позволяет контролировать температуру и освещенность помещения, а также запасать энергию, которую затем можно использовать для питания электроприборов. По мере расхода энергии запасающее энергию умное окно [energy storage smart window (ESS window)] увеличивает прозрачность и становится способным запасать дополнительную энергию, подобным образом перезаряжаясь.

Запасающее энергию умное окно создано из системы полианилиновых проводов, нанесенных на прозрачную пленку, покрытую электропроводным слоем. Затем нанопровода покрывают слоем гелеобразного полиэлектролита, в результате чего изготавливается электрод; два электрона, приложенные друг к другу, образуют работающее устройство.

Конденсаторы из полианилина могут отличаться большой емкостью, этот материал относительно дешев в изготовлении, и, помимо этого, отличается прозрачностью и гибкостью. Гибкие электронные устройства привлекают все большее и большее внимание, поскольку такие системы обладают небольшим весом, их можно легко свернуть или изменить их дизайн каким-либо другим способом. По словам Вея, запасающее энергию умное окно в тот момент, когда оно не используется, можно просто свернуть как занавеску.

Джон Роджерс (John Rogers), эксперт по фотонным устройствам из Университета Иллинойса относится к работе Вея со сдержанным оптимизмом, заявляя, что если стоимость подобного рода технологий упадет, они смогут найти применение в различных областях – от автомобилей до зданий.

В настоящее время исследователи из группы Вея работают над оптимизацией нового устройства, варьируя различные электродные материалы и улучшая электрохромные свойства окна. Также они планируют интеграцию устройства с солнечными батареями, что, по их мнению, позволит новой системе запасать большее количество энергии.

Источник: Energy Environ. Sci., 2012, DOI: 10.1039/c2ee21643d

метки статьи: #бытовая химия, #нанотехнологии, #новые материалы, #химическая технология, #химия полимеров