Az új anyag hőt nyel el és ad le – villamosenergia nélkül. Az építőipar akár jelentősen csökkentheti vele az áramigényt, miközben javítja a komfortot.
A Texasi Egyetem dallasi kampuszának (UT Dallas) kutatói és együttműködő partnerei olyan faalapú anyagot fejlesztettek ki és szabadalmaztattak, amely képes hőt tárolni és felszabadítani, így elektromos energia használata nélkül teszi kényelmesebbé az épületek belső hőmérsékletét.
„Az anyagunk hőakkumulátorként működik, amely feltöltődik, amikor elnyeli a hőt” – magyarázta dr. Shuang (Cynthia) Cui, az Erik Jonsson Mérnöki és Számítástechnikai Egyetem gépészmérnöki tanszékének adjunktusa, aki a Materials Today Energyben publikált tanulmány egyik levelező szerzője.
A UT Dallas csapata több intézmény kutatóival dolgozott együtt, és közös erővel kialakítottak egy olyan fázisváltó anyagokra épülő megközelítést, amelyek olvadáskor hőt gyűjtenek, megszilárduláskor pedig leadják azt.
Ezeket az anyagokat potenciálisan gipszkartonba, padlóburkolatba vagy tetőfedésbe lehetne építeni, hogy csökkentsék az áramigényt és javítsák az energiahatékonyságot.
„A fázisváltó anyag nyáron például elnyeli és tárolja a külső hőt, ami mérsékli a szobahőmérséklet emelkedését. Ha az épületbe elegendő fázisváltó anyagot építenek be, előfordulhat, hogy be sem kell kapcsolni a légkondicionálót” – vezette le Cui.
A hőenergia-tárolás egyre fontosabb megközelítéssé válik az épületek energiaigényének kezelésében, hiszen „fontos megoldást kínál azzal, hogy a környezetből származó többlethőt későbbi felhasználásra hasznosítja – például a nappali meleget eltárolja, hogy a hideg éjszakákon fűtést biztosítson” – mondta Bernadette Magalindan gépészmérnöki doktorandusz hallgató.
A fázisváltó anyagok nagy kihívása, hogy folyékonnyá válva szivároghatnak. Erre az egyik megoldás az, hogy – megakadályozandó a szivárgást – hordozóanyagba zárják őket, ami bár működhet, kevésbé hatékony, hiszen maga a hordozóanyag nem tárol hőt.
A kutatók éppen ezért eltávolították a fából a lignint (azt az anyagot, amely a növényi sejtek szerkezetét és merevségét adja), így szivacsszerű, apró pórusokkal rendelkező szerkezetet kaptak. Ezt a szerkezetet töltötték fel aztán fázisváltó anyaggal, amelyet egy lágy műanyaggá alakuló összetevővel vegyítettek.
A lágy műanyag a fázisváltó anyagot olvadáskor is a helyén tartja, és megerősíti a fát. Az így kapott anyag 1000 fázisváltási cikluson keresztül nem szivárgott és nem romlott – vagyis már most döbbenetesen tartós, és csak ezután kezdődik a továbbfejlesztése, hogy a jövőben az építőipar is nagy mennyiségben hasznosítani tudja.
„Sok energiatároló anyaggal ellentétben, amelyek feláldozzák a szilárdságot, ezek a faalapú fázisváltó kompozitok megőrzik mechanikai integritásukat az ismételt melegítési és hűtési ciklusok során, így egyszerre energiahatékonyak és mechanikailag tartósak, ami kulcsfontosságú az épületek hosszú távú használatában” – nyilatkozta dr. Hongbing Lu professzor, a tanulmány társszerzője.
A címlapképen balról: Bernadette Magalindan és Dr. Shuang (Cynthia) Cui a laboratóriumban. Fotó: UT Dallas
Letették a Becton Dickinson környei sterilizáló üzemének alapkövét; a 42,2 milliós beruházás 25 magas hozzáadott értékű munkahelyet teremt.
Az első betonöntéssel a Paks II atomerőmű a Nemzetközi Atomenergia-ügynökség besorolása alapján „épülő atomerőműnek” minősül.