De maling, der spiser forurenende stoffer og opvarmer boliger

Påføring af et lag maling på husets vægge kan snart hjælpe med at opvarme det, energibesparelse og reduktion af CO ₂ emissioner. Det kan også rense luften, som vi indånder, nedbrydning af kemikalier og forurenende stoffer, og fjernelse af skadelige patogener.

I Europa, halvdelen af ​​byernes årlige energiforbrug går til opvarmning og køling. På trods af EU's skridt i retning af dekarbonisering, 75% af opvarmning og køling kommer fra fossile brændstoffer, mens kun 19% genereres fra vedvarende energi.

"Vedvarende energi bruges ikke i vid udstrækning, og der spildes meget energi, "sagde professor Dmitry Shchukin fra University of Liverpool, Storbritannien.

Han har udviklet en termoregulerende maling, der kan absorbere og frigive varme inde i murstensbygninger, holde værelserne varme, når det er nødvendigt ved at bruge overskydende energi.

"Hovedideen var at renovere gamle huse med sådanne maling, "sagde prof. Shchukin." Hvis du har et gammelt historisk hus, for eksempel, du kan ikke ødelægge det og bygge et nyt. "

Bygninger er den største energiforbruger, han siger. De fleste er gamle og energieffektive, og er ansvarlige for omkring 40% af det samlede energiforbrug og 36% af kuldioxid (CO ₂ ) emissioner i EU.

Malingen, som blev udviklet som en del af et projekt kaldet ENERPAINT, kunne bruges som en form for isolering til at øge energieffektiviteten i gamle huse uden at bruge en formue, han siger. I løbet af dagen, det opsamler varme produceret af radiatorer eller endda mennesker, frigiver den derefter om natten, når temperaturerne falder, fordi kedler normalt er slukket for at spare på regninger. Så hvordan gør det dette?

Faseændringsmaterialer

"Det fungerer meget enkelt, "sagde prof. Shchukin." Malings- og belægningsproducenter har deres egen maling, og vi leverer bare nogle tilsætningsstoffer - cirka 5% - til malingen. "

Disse tilsætningsstoffer er såkaldte faseændringsmaterialer (PCM'er), såsom paraffiner, salthydrater og fedtsyrer, indkapslet i beskyttende nanometer-store kapsler, der forbedrer varmeoverførsel. PCM'er kan lagre store mængder termisk energi og ændre tilstande - fra fast til flydende og omvendt - uden at ændre deres egen temperatur.

Udvikling af denne maling, som i øjeblikket testes, er en del af et bredere projekt kaldet ENERCAPSULE, hvor Prof. Shchukin designer passende belægninger til indkapsling af PCM'er i nanoskala til brug i maling, tekstiler og medicin.

"For malingen, vi brugte salthydrater på grund af deres lave omkostninger og meget høje volumetriske energilagringstæthed, "sagde prof. Shchukin." Men disse var meget vanskelige at indkapsle, da de er ætsende og hydrofile (de opløses i vand). "

Han var i stand til at omslutte salthydrater i polymerskaller så små som 10 nm, som beskytter dem mod det omgivende miljø, men også giver dem mulighed for at reagere på varmen på en kontrolleret måde. Materialerne, de bruger, er godkendt af US Food and Drug Administration, men ikke af European Medicines Agency, ifølge professor Shchukin.

I løbet af dagen, når disse energinanokapsler absorberer og opbevarer varme ved deres smeltetemperatur, PCM'erne bliver til væske, og i løbet af de kolde nætter krystalliserer de ved en defineret temperatur, frigive varme og varme rummet, Prof. Shchukin forklarer.

Han siger europæisk, Kinesiske og russiske virksomheder viser interesse for deres forskning, og at han nu håber at lave nanokapsler til maling, der kan hjælpe med at køle bygninger.

En anden type maling udviklet og kommercialiseret gennem et projekt kaldet AIRLITE bruger nanopartikler til at rense luften. Disse malinger kan reducere forurenende stoffer, såsom nitrogendioxid, dræbe bakterier, vira og skimmelsvamp, fjerne dårlig lugt, og afviser støv og snavs.

"Formålet med Airlite (maling) var at skabe noget, der gør en forskel for menneskers sundhed og trivsel i det byggede miljø, "sagde Chris Leighton, vicepræsident for salg og marketing hos AM Technology, firmaet bag Airlite -maling.

Luftforurening

Luftforurening betragtes som en af ​​verdens største trusler mod miljøsundhed, tegner sig for 7 millioner for tidlige dødsfald rundt om i verden hvert år. Fine partikler og forbindelser som nitrogendioxid - som dem, der produceres af køretøjer og brænder fossile brændstoffer - findes i forurenet luft og kan sive ind i vores lunger og blodbaner, forårsager hjerteanfald, slag, astmaanfald og andre luftvejssygdomme.

Airlite kom med en maling, der forbedrer luftkvaliteten ved at nedbryde luftbårne forurenende stoffer. "Grundprincippet er fotokatalyse, en reaktion, der sker (naturligt) i jordens atmosfære (for at nedbryde forurenende stoffer), "sagde Leighton.

Når solens ultraviolette stråler skinner på malingen - fremstillet med titandioxid nanopartikler, som er katalysatorer - elektroner frigives ved overfladen.

Elektronerne interagerer med luftfugtigheden, nedbryder vandmolekyler til meget reaktive, kortvarig, uladede ioner kaldet hydroxylradikaler. Disse radikaler angriber forurenende molekyler og gør dem til harmløse stoffer.

At integrere katalysatorerne i maling var udfordringen, siger Leighton. '(Traditionel) maling i sig selv er et forurenende stof, "sagde han." Hvis du putter dem (katalysatorer) i en maling, malingen angriber sig selv, og du vil få produceret gasformige toksiner. "

Farlige kemikalier kendt som flygtige organiske forbindelser findes i almindelig maling, men Airlite bruger en calciumbase, der er blottet for disse. Basen er et biprodukt fra et marmorforarbejdningssted i Italien, og selve malingen kommer som et pulver til blanding med vand.

Malingen blev første gang testet i 2007 i den forurenede Traforo Umberto I -tunnel i Rom, Italien. Efter at tunnelen var rengjort og al sod og snavs blev fjernet, den blev malet med et lag af den forurenende neutraliserende maling. UV -lys til aktivering af malingens fotokatalytiske egenskaber blev installeret.

"Forureningsniveauer reduceret i tunnelen efter renoveringen, "sagde Leighton. F.eks. en måned efter renovering, nitrogenoxidniveauerne var reduceret med 20% i midten af ​​tunnelen. Malingen er siden blevet brugt på hospitaler, skoler, lufthavne, kontorer og hjem over hele verden, Siger Leighton.

Sidste år, 21 gadekunstnere brugte disse malinger til at skabe Europas første vægmaleri, der spiser forurening, strækker sig over 100 kvm af en syv-etagers bygning i Rom.

Leighton tilføjer, at brug af malingen på ydersiden af ​​bygninger kan afkøle indendørs rum under varmt vejr, fordi det afspejler varme fra sollys, spare energi, der ville gå i retning af køling og derfor reducere CO ₂ emissioner.