Vật liệu lấy cảm hứng sinh học: Ứng dụng cho cửa sổ hiệu quả về năng lượng

11/11/2013

Giáo sư Ben Hatton tại trường Đại học Toronto đã được lấy cảm hứng từ thiên nhiên để nâng cao hiệu quả năng lượng của cửa sổ.

Trong một bài báo được công bố gần đây trên tạp chí về vật liệu và pin năng lượng mặt trời, Solar Energy Materials & Solar Cells, Giáo sư Hatton và các đồng nghiệp tại Đại học Harvard đã mô tả một phương pháp mới để giảm sự mất nhiệt trong mùa đông và giữ cho tòa nhà mát mẻ trong mùa hè. Lấy cảm hứng từ sinh học để kiểm soát nhiệt của cửa sổ, phương pháp tiếp cận là một loại màng vật liệu trong suốt và dẻo được gắn vào cửa sổ thông thường.

Loại màng đàn hồi này được làm bằng polydimetylsiloxan (PDMS) có các mạch nhỏ mà trong đó nước có thể lưu thông ở nhiệt độ phòng. Kỹ thuật này đã làm giảm từ 7-9 oC trong các thí nghiệm ở phòng thí nghiệm và có hiệu quả cho cả quy mô lớn và nhỏ. Giáo sư Hatton nói: "Kết quả của chúng tôi cho thấy mạng lưới mạch dẫn nhỏ nhân tạo cỡ từ micromet đến mm, được đặt trong một lớp màng trong suốt trên toàn bộ bề mặt của một cửa sổ, cung cấp một cơ chế bổ sung và làm mát các cửa sổ. Đây cũng là một công cụ mới để kiểm soát nhiệt trong thiết kế xây dựng".

Giáo sư Hatton cho biết, các cửa sổ chiếm khoảng 40% chi phí năng lượng của một tòa nhà. Để tìm một giải pháp, ông quay về với thiên nhiên. Không giống như hệ thống kiểm soát nhiệt hiện nay của con người, các sinh vật đã tiến hóa theo một cơ chế hoàn toàn khác và rất hiệu quả khi chúng sử dụng một mạng lưới mạch máu bên trong. Ví dụ, mạch máu giãn ra để tăng lưu lượng máu dưới da giúp tăng sự truyền nhiệt do đối lưu, trong khi sự co mạch hạn chế dòng chảy khi da tiếp xúc với môi trường lạnh.

Theo Giáo sư Hatton, kỹ thuật này cũng có thể được áp dụng cho các tấm pin mặt trời để tăng hiệu quả của chúng. Ông cũng lưu ý rằng nước đi qua các tấm pan-nô sẽ nóng lên và có thể được sử dụng cho các hệ thống cung cấp nước nóng.

Theo http://www.bulletins-electroniques.com

Cùng chuyên mục

Điện khí hóa lò cao tiết kiệm năng lượng trong sản xuất thép

07/11/2024

Công nghệ tiết kiệm năng lượng cho trung tâm dữ liệu 11/10/2024
Vật liệu thông minh tiết kiệm năng lượng 03/10/2024
Vải thông minh chuyển nhiệt cơ thể thành năng lượng 27/08/2024
Tủ lạnh tích hợp AI giúp người tiêu dùng tiết kiệm năng lượng 05/08/2024

ISO 50001 – công cụ đắc lực cho tổ chức, doanh nghiệp duy trì hệ thống quản lý năng lượng 30/07/2024

ISO 50001 được phát triển dựa trên mô hình hệ thống quản lý cải tiến liên tục. Mô hình này đã được sử dụng cho các tiêu chuẩn nổi tiếng khác như ISO 9001 hoặc ISO 14001. Điều này giúp các tổ chức dễ dàng tích hợp quản lý năng lượng vào các nỗ lực chung của họ để cải thiện chất lượng và quản lý môi trường.
Một số giải pháp nâng cao hiệu suất của hệ thống lò hơi công nghiệp sử dụng nhiên liệu rắn hoặc khí 22/07/2024

Lò hơi công nghiệp đốt nhiên liệu rắn và khí được sử dụng rộng rãi để cung cấp hơi bão hòa cho quá trình sản xuất. Việc sử dụng nhiên liệu rắn có thành phần và độ ẩm khác nhau ảnh hưởng lớn đến hiệu suất và chi phí sản xuất nhiệt.
Ứng dụng giải pháp ERV nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng trong các tòa nhà 12/07/2024

Các hệ thống HVAC thường chiếm lượng tiêu thụ năng lượng lớn nhất trong tổng tiêu thụ năng lượng của tòa nhà.
Lớp phủ kính giúp giảm nhiệt và tiết kiệm năng lượng 21/05/2024

Được hỗ trợ bởi vật lý lượng tử và học máy, các nhà nghiên cứu đã phát triển một lớp phủ kính trong suốt cho phép ánh sáng đi vào nhưng ngăn chặn tia cực tím và tia hồng ngoại sinh nhiệt. Lớp phủ không chỉ làm giảm nhiệt độ phòng mà còn giảm mức tiêu thụ năng lượng liên quan đến làm mát, bất kể thời điểm và thời tiết.
Công nghệ thông minh tiết kiệm điện cho hệ thống chiếu sáng đô thị 17/05/2024

Hà Nội đã quan tâm dành nhiều nguồn lực đầu tư cho chiếu sáng công cộng, từng bước đầu tư, lắp đặt hệ thống chiếu sáng hiện đại, tạo bộ mặt đô thị thông minh.
Phổ biến các tiêu chuẩn quốc gia về hệ thống quản lý năng lượng 04/05/2024

Ngày 25/04/2024, tại TP. Hồ Chí Minh, Viện Tiêu chuẩn Chất lượng Việt Nam phối hợp với Dự án IEEP, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh tổ chức Hội nghị phổ biến các tiêu chuẩn quốc gia về Hệ thống quản lý năng lượng (HTQLNL).
Việt Nam làm chủ công nghệ sản xuất phụ gia, tăng cường hiệu quả sử dụng năng lượng 09/04/2024

Các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm trọng điểm Công nghệ lọc hóa dầu - Bộ Công Thương đã nghiên cứu thành công phụ gia ECOAL giúp tăng cường hiệu quả sử dụng năng lượng thông qua việc tiết giảm chi phí năng lượng và giảm phát thải khí ô nhiễm cho cho lò đốt trong công nghiệp sử dụng than.