一种能够根据用户需求调节透过窗户的光与热的智能窗户技术已经被开发出来。预计该技术将有助于降低城市建筑物的冷暖空调能耗,并解决城市光污染问题。
KAIST生命化学工程学系的 Moon Hongcheol 教授研究团队17日表示,他们开发出一种可根据用户意图调节进入窗户的光和热、从而有效抵消外部光污染的“智能窗户技术(Reversible Electrodeposition and Electrochromic Mirror,以下简称 RECM)”。
RECM是一种基于单一结构电致变色元件的智能窗户系统,能够主动调节可见光(光)和近红外线(热)的透过率。所谓电致变色元件,是指其光学特性会随电信号变化而改变的装置。
尤其是,研究团队通过采用变色材料,抑制了以往金属镀膜式智能窗户中因外部反射光造成的眩光现象,从而实现了可用于建筑外立面的“行人友好型智能窗户”。
RECM系统可根据电压调节在3种模式下运行。
模式I(透明模式)像普通玻璃一样同时透过光与热,有利于在冬季将阳光引入室内。
模式II(变色模式)中,通过氧化还原反应形成普鲁士蓝(PB,一种在电刺激下可在无色与蓝色之间转换的电致变色物质)和 DHV+(在电刺激产生时生成的自由基状态变色分子)等化学物种,使窗户变为深蓝色。在该状态下,光被吸收,热只部分透过,从而既能保护隐私,又能实现适当的室内温度调节。
模式III(变色及沉积模式)中,银离子(Ag+)通过还原反应沉积在电极表面,同时反射光与热,而变色物质则吸收反射光,从而具备有效阻断外部行人眩光的功能。
研究团队利用微缩模型房屋进行实验,验证了RECM技术在实际环境中的室内降温效果。
研究团队解释称,实验中使用普通玻璃窗时,室内温度在45分钟内上升至58.7℃;而采用RECM模式III时,同样时间内室内温度仅为31.5℃,两者温差约为27.2℃。
尤为重要的是,RECM技术仅通过电信号即可根据外部条件切换不同功能,能够依照季节、时间和使用目的进行即时响应,被评价为代表性的“主动式智能技术”。
Moon Hongcheol 教授表示:“本次研究在仅限于调节可见光的传统智能窗户技术基础上更进一步,提出了一种既可实现主动室内热控制,又可兼顾行人视野安全的智能窗户平台,具有重要意义。”他还表示:“今后RECM技术有望在城市建筑、汽车、火车等多个领域得到应用。”
另一方面,本研究在韩国研究财团纳米与材料技术开发项目(Nano-Connect)及韩国机械研究院基础项目的支持下完成。相关论文已于13日发表在能源领域国际学术期刊《ACS Energy Letters》上。
版权所有 © 阿视亚经济 (www.asiae.co.kr)。 未经许可不得转载。