Ερευνητές ανακάλυψαν ένα νέο κεραμικό υλικό με παθητική ακτινοβολία (PRC) που έχει σχεδιαστεί για να αυξάνει την ενεργειακή απόδοση στον κτιριακό κλάδο, προσφέροντας ένα πολλά υποσχόμενο εργαλείο για την καταπολέμηση της υπερθέρμανσης του πλανήτη. Το νέο υλικό δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Science .
Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Πόλης του Χονγκ Κονγκ (CityU) δημιούργησαν ένα νέο υλικό που ονομάζεται κεραμικό ψύξης.
Σύμφωνα με την επίσημη ανακοίνωση, το υλικό που αναπτύχθηκε πρόσφατα επέδειξε «οπτικές ιδιότητες υψηλής απόδοσης για την παραγωγή ψύξης χωρίς εξωτερική ενέργεια και χωρίς ψυκτικά μέσα». Συνοπτικά, είναι ένα εξαιρετικά ανακλαστικό κεραμικό που βασίζεται στη χρήση φθηνών υλικών, αλλά με ιδιαίτερα χαρακτηριστικά στιβαρότητας.
«Το ψυκτικό κεραμικό μας επιτυγχάνει προηγμένες οπτικές ιδιότητες και έχει ισχυρή δυνατότητα εφαρμογής. Το χρώμα, η αντοχή στους ατμοσφαιρικούς παράγοντες, η μηχανική στιβαρότητα και η ικανότητα μείωσης του φαινομένου Leidenfrost – ένα φαινόμενο που εμποδίζει τη μεταφορά θερμότητας και καθιστά αναποτελεσματική την ψύξη των υγρών στην καυτή επιφάνεια – είναι θεμελιώδη χαρακτηριστικά που διασφαλίζουν την ανθεκτική φύση και την ευελιξία της ψύξης κεραμικά», δήλωσε ο Edwin Tso Chi-yan, αναπληρωτής καθηγητής στο πανεπιστήμιο και ένας από τους αντίστοιχους συγγραφείς της εργασίας.
Ένα πραγματικά μοναδικό υλικό
Η μελέτη υπογραμμίζει ότι η θεμελιώδης αντοχή και μοναδικότητα αυτού του υλικού προέρχεται από την «ιεραρχικά πορώδη δομή του».
Αυτή η δομή είναι απλή στην κατασκευή χρησιμοποιώντας συνηθισμένα ανόργανα στοιχεία όπως η αλουμίνα. Η διαδικασία αποτελείται από δύο θεμελιώδεις φάσεις: αναστροφή φάσης και πυροσυσσωμάτωση. Σημειωτέον, αυτή η τεχνική δεν απαιτεί πολύπλοκο εξοπλισμό ή ακριβά συστατικά, καθιστώντας την παραγωγή κεραμικών ψυκτικών υγρών σε μεγάλη κλίμακα πιο πρακτική και εφικτή.
Επιπλέον, το ψυκτικό κεραμικό μειώνει την απορρόφηση του ηλιακού φωτός λόγω του υψηλού διάκενου ζώνης αλουμίνας.
«Το ψυκτικό κεραμικό είναι κατασκευασμένο από αλουμίνα, η οποία παρέχει την επιθυμητή αντοχή στην υπεριώδη ακτινοβολία, ένα πρόβλημα τυπικό των περισσότερων σχεδίων ΛΔΚ με βάση πολυμερή. Επιπλέον, έχει εξαιρετική αντοχή στη φωτιά, αντέχει σε θερμοκρασίες άνω των 1.000°C, οι οποίες υπερβαίνουν τις δυνατότητες των περισσότερων υλικών ΛΔΚ με βάση το πολυμερές ή το μέταλλο», εξήγησε ο καθηγητής Tso. Όλα τα εξαιρετικά ευπρόσδεκτα χαρακτηριστικά σε επίπεδο κτιρίου.
Οι ερευνητές πρόσθεσαν επίσης δύο επιπλέον ιδιότητες στο υλικό για να βελτιώσουν τη συνολική του απόδοση. Το πρώτο χαρακτηριστικό αποκτήθηκε από τα εξαιρετικά φωτεινά έντομα γνωστά ως σκαθάρια Cyphochilus, ενώ το δεύτερο βασίζεται στη σκέδαση Mie, ένα φαινόμενο στο οποίο τα σωματίδια διασκορπίζουν το φως.
Το ψυκτικό κεραμικό ήταν σε θέση να διασκορπίσει σχεδόν όλα τα μήκη κύματος του ηλιακού φωτός, αναπαράγοντας τη φυσική φωτεινότητα αυτών των σκαθαριών και βελτιστοποιώντας την πορώδη δομή με βάση αυτή την αρχή σκέδασης.
Το αποτέλεσμα ήταν μια εξαιρετική ηλιακή ανακλαστικότητα 99,6%, μια από τις υψηλότερες τιμές που έχουν μετρηθεί ποτέ. Είναι ενδιαφέρον ότι οι βελτιωμένες οπτικές ιδιότητες υπερβαίνουν τις δυνατότητες των κεραμικών υλικών που διατίθενται σήμερα στην αγορά.
Επιπλέον, το ψυκτικό κεραμικό έχει καλή απόδοση σε διάφορες ατμοσφαιρικές συνθήκες και επιδεικνύει χημική σταθερότητα και αξιοσημείωτη μηχανική αντοχή, καθιστώντας το κατάλληλο για εκτεταμένη χρήση σε εξωτερικούς χώρους.
«Το πείραμά μας έδειξε ότι με την εφαρμογή ψυκτικού κεραμικού στην οροφή ενός σπιτιού μπορεί να ληφθεί περισσότερο από 20% ηλεκτρική ενέργεια για ψύξη χώρου, γεγονός που επιβεβαιώνει τις μεγάλες δυνατότητες του ψυκτικού κεραμικού στη μείωση της εξάρτησης από τις παραδοσιακές στρατηγικές ενεργού ψύξης και παρέχει μια βιώσιμη λύση για να αποφευχθεί η υπερφόρτωση του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας, οι εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου και οι αστικές θερμικές νησίδες», δήλωσε ο καθηγητής Tso.
Το χαμηλό κόστος και η ανθεκτικότητά του το καθιστούν εξαιρετικό υποψήφιο για εμπορευματοποίηση σε ποικίλες εφαρμογές, ιδιαίτερα κατασκευές, στο εγγύς μέλλον.
Αυτή η τεχνολογία αντιπροσωπεύει μια σημαντική πρόοδο στην αναζήτηση βιώσιμων και φιλικών προς το περιβάλλον μεθόδων κατασκευής.
Καθώς οι παγκόσμιες θερμοκρασίες αυξάνονται, αυξάνεται και η ανάγκη για συστήματα ψύξης, συμβάλλοντας έτσι στην κλιματική αλλαγή. Τα αειφόρα υλικά προσφέρουν λύση σε αυτή την αυξανόμενη ανάγκη χωρίς να επιδεινώνουν το πρόβλημα.
Χάρη στο κανάλι μας στο Telegram, μπορείτε να ενημερώνεστε για τη δημοσίευση νέων άρθρων Οικονομικών Σεναρίων.
Το άρθρο New ceramic ψύχει παθητικά τους τοίχους προέρχεται από Οικονομικά Σενάρια .
Αυτή είναι μια αυτόματη μετάφραση μιας ανάρτησης που δημοσιεύτηκε στο Scenari Economici στη διεύθυνση URL https://scenarieconomici.it/ceramica-che-raffredda/ στις Sun, 12 Nov 2023 13:00:59 +0000.