Forskere opfinder en ny metode til at skabe selvfarvede vinduer

UBC kemiforskere har udviklet en enkel, omkostningseffektiv teknik til at lave smarte vinduer, der kan vise vejen for bred anvendelse af denne energibesparende teknologi.

Smarte vinduer sparer bygningens energi ved at skifte fra klare til tonede, dynamisk styring af varme og lys fra solen, afhængig af bygningen og beboernes behov.

"Konventionelle vinduer spilder en tredjedel af al energi, der bruges til at varme, ventilations- og klimaanlæg, " sagde Curtis Berlinguette, professor i kemi, kemisk og biologisk teknik og Stewart Blusson Quantum Matter Institute ved UBC. "Smarte vinduesteknologier giver mulighed for at reducere disse energitab, men den største udfordring er at finde måder at gøre disse vinduer billigere."

Wei Cheng, som ledede dette projekt som en del af sit postdoktorale arbejde ved UBC, fundet en ny måde at lave glasmaterialer på, der skifter farve som reaktion på elektricitet, bygger på en teknik, der er udviklet i fællesskab i Berlinguettes laboratorium. Chengs metode afsætter en flydende opløsning indeholdende en metalion på glas og bruger derefter ultraviolet lys til at omdanne det til en film, der belægger glasset. Filmen er fuldstændig gennemsigtig, men bliver blå, når elektricitet passerer igennem, i sidste ende skabe den aktive komponent i et smart vindue.

Smarte vinduer koster i øjeblikket omkring $500 til $1, 000 pr. kvadratmeter at lave, meget højere end prisen på 30-200 dollars pr. kvadratmeter for et konventionelt glasvindue. Denne nye metode betyder, at vinduer kan fremstilles uden høje temperaturer eller det sofistikerede vakuumudstyr, der i øjeblikket bruges til at fremstille sådanne enheder, reducere omkostningerne.

"Vores teknik skaber en ensartet dynamisk belægning uden behov for speciel instrumentering, " sagde Cheng. "En anden fordel ved vores metode er, at den er kompatibel med mange forskellige metaller, og den er skalerbar. Vi er glade for potentielt at finjustere materialernes dynamiske egenskaber for at forbedre ydeevnen yderligere og lave store vinduer til kommerciel brug."

Berlinguette og Cheng arbejder fortsat på at bevise teknikken ved at lave større og større vinduer, der er stabile i længere tid ad gangen.

"Et kommercielt vindue skal holde i mange år, og vi skal bevise, at vores vinduer kan gøre det samme, " sagde Cheng, som også bemærkede, at de eksperimenterede med mere neutrale nuancer, så vinduerne blev grå i stedet for blå.