Los científicos del Laboratorio Nacional de Energía Renovable NREL del Departamento de Energía de EE. UU. Informan sobre un gran avance en el desarrollo de una ventana termocrómica de próxima generación que no solo reduce la necesidad de aire acondicionado, sino que simultáneamente genera electricidad.
El calor generado por la luz solar que entra a través de las ventanas es el factor que más contribuye a la necesidad de aire acondicionado y refrigeración en los edificios. Dado que los edificios residenciales y comerciales utilizan el 74% de toda la electricidad y el 39% de toda la energía en los Estados Unidos, el efecto de sombrade teñir las ventanas ayuda a los edificios a usar menos energía.
La tecnología, denominada "fotovoltaica termocrómica", permite que la ventana cambie de color para bloquear el deslumbramiento y reducir el calentamiento solar no deseado cuando el vidrio se calienta en un día caluroso y soleado. Este cambio de color también conduce a la formación de una célula solar en funcionamiento.que genera energía a bordo. Las ventanas fotovoltaicas termocrómicas pueden ayudar a que los edificios se conviertan en generadores de energía, aumentando su contribución a las necesidades de la red de energía más amplia. El avance más reciente ahora permite una miríada de colores y una gama más amplia de temperaturas que impulsan el cambio de color. Esto aumenta el diseñoflexibilidad para mejorar la eficiencia energética, así como el control sobre la estética del edificio que es muy deseable tanto para los arquitectos como para los usuarios finales.
La investigación se basa en un trabajo anterior en NREL sobre una ventana termocrómica que se oscureció cuando el sol calentaba su superficie. A medida que la ventana cambiaba de transparente a teñida, las perovskitas incrustadas dentro del material generaban electricidad. Las perovskitas son una estructura cristalina que ha demostrado tener una eficiencia notableen aprovechar la luz del sol.
"Se podría desarrollar una ventana prototipo utilizando la tecnología en un año", dijo Bryan Rosales, investigador postdoctoral en NREL y autor principal del artículo, "Cromismo multicolor reversible en perovskitas de haluro metálico de formamidinio en capas", que aparece en la revista. Comunicaciones de la naturaleza. Sus coautores de NREL son Lance Wheeler, quien desarrolló la primera ventana fotovoltaica termocrómica, Taylor Allen, David Moore, Kevin Prince, Garry Rumbles y Laura Schelhas. Otros autores son Laura Mundt del SLAC National Accelerator Laboratory y Colin Woldende la Escuela de Minas de Colorado.
La ventana solar de primera generación pudo alternar entre transparente y un color marrón rojizo, requiriendo temperaturas entre 150 grados y 175 grados Fahrenheit para desencadenar la transformación. La última iteración permite una amplia variedad de colores y funciona en95 grados a 115 grados Fahrenheit, una temperatura del vidrio que se logra fácilmente en un día caluroso.
Al usar una composición química y materiales diferentes, los investigadores también pudieron acelerar rápidamente la transformación del color. El tiempo se redujo a aproximadamente siete segundos de los tres minutos que tomó durante la ventana fotovoltaica termocrómica de prueba de concepto demostrada en2017.
Los científicos colocaron una película delgada de perovskita entre dos capas de vidrio y vapor inyectado. El vapor desencadena una reacción que hace que la perovskita se organice en diferentes formas, desde una cadena hasta una hoja y un cubo. Los colores emergen con el cambioformas. Bajar la humedad devuelve la perovskita a su estado transparente normal.
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Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional de Energía Renovable . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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