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Nueva ventana inteligente de vidrio electrocrómico que cambia entre calefacción y refrigeración en minutos

Como sabe cualquiera que haya aparcado un coche al sol en un caluroso día de verano, las ventanas de cristal son excelentes para dejar entrar la luz del sol, pero terribles para dejar salir el calor.

Ahora, ingenieros de la Universidad de Duke han desarrollado una tecnología similar a la de las ventanas inteligentes que, con sólo pulsar un interruptor, puede alternar entre la captación de calor de la luz solar y el enfriamiento de un objeto. Este método podría suponer un gran ahorro en calefacción, ya que podría reducir el consumo de energía en casi un 20%.

Hemos desarrollado el primer dispositivo electrocrómico que puede alternar entre el calentamiento solar y el enfriamiento radiativo. Nuestro método de ajuste electrocrómico no tiene piezas móviles y es continuamente ajustable.

Po-Chun Hsu, profesor ingeniería mecánica y ciencia de los materiales en Duke.

Las ventanas inteligentes de vidrio electrocrómico son una tecnología relativamente nueva que usa una reacción electrocrómica para cambiar el vidrio de transparente a opaco y viceversa en un abrir y cerrar de ojos. Aunque hay muchos métodos para crear este fenómeno, todos implican intercalar un material que responda a la electricidad entre dos finas capas de electrodos y pasar una corriente eléctrica entre ellas. Aunque este truco ya es bastante difícil de conseguir para la luz visible, lo es aún más cuando hay que tener en cuenta también la luz infrarroja media (calor radiativo).

En el artículo, Hsu y su estudiante de posgrado Chenxi Sui demuestran un dispositivo delgado que interactúa con ambos espectros de luz mientras cambia entre los modos de calentamiento y enfriamiento pasivos. En el modo de calentamiento, el dispositivo se oscurece para absorber la luz solar e impedir que se escape la luz infrarroja media. En el modo de refrigeración, la capa oscurecida en forma de ventana se aclara, revelando al mismo tiempo un espejo que refleja la luz solar y permite que se disipe la luz infrarroja media de detrás del dispositivo.

Como el espejo nunca es transparente a la luz visible, el dispositivo no sustituiría a las ventanas de las casas u oficinas, pero podría utilizarse en otras superficies de edificios.

El dispositivo pasaría muchas horas en un estado u otro en el mundo real, por lo que perder un par de minutos de eficiencia durante la transición es algo asumible.

Po-Chun Hsu

Todavía hay muchos retos para que esta tecnología sea útil en el día a día. El mayor de ellos podría ser aumentar el número de veces que las nanopartículas pueden realizar ciclos entre la formación y la desintegración, ya que el prototipo sólo pudo realizar un par de docenas de transiciones antes de perder eficiencia. También hay margen de mejora en la reflectividad solar del modo de refrigeración, que Hsu espera que pueda lograr una refrigeración por debajo del ambiente en un futuro próximo.

Sin embargo, a medida que la tecnología vaya madurando, puede tener muchas aplicaciones. La tecnología podría aplicarse a las paredes exteriores o a los tejados para ayudar a calentar y enfriar los edificios consumiendo muy poca energía. Proporcionar a las envolturas de los edificios una capacidad tan dinámica para utilizar recursos renovables para la calefacción y la refrigeración también podría abrir la oportunidad de utilizar menos los materiales de construcción que han sido una fuente importante de emisión de carbono durante décadas.

Más información: acs.org (texto en inglés).

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