Material de construo sensvel temperatura muda de cor para economizar energia

Mecnica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 13/02/2023

Esfria no calor e esquenta no frio

Pesquisadores da Universidade de Chicago projetaram um material de construo que lembra um camaleo – s que, em vez de mudar sua cor visvel, ele muda sua cor infravermelha, ou seja, quanto calor ele absorve ou emite.

Em dias quentes, o material pode emitir at 92% do calor infravermelho que contm, ajudando a resfriar o interior de um edifcio. Em dias mais frios, no entanto, o material emite apenas 7% do seu infravermelho, ajudando a manter o prdio aquecido.

E a alterao de um estado para outro induzida pela prpria temperatura ambiente – o material construdo com uma temperatura de ativao predefinida.

“Ns essencialmente descobrimos uma maneira de baixo consumo de energia para tratar um edifcio como uma pessoa: Voc adiciona uma camada quando est frio e retira uma camada quando est quente,” comparou o professor Po-Chun Hsu. “Esse tipo de material inteligente nos permite manter a temperatura em um edifcio sem gastar grandes quantidades de energia.”

De acordo com algumas estimativas, os edifcios respondem por 30% do consumo global de energia e emitem 10% de todos os gases de efeito estufa globais – e cerca de metade dessa pegada de energia atribuda ao aquecimento e resfriamento dos espaos internos.

Material eletrocrmico

Tem havido um grande desenvolvimento no campo do resfriamento radiativo – ou refrigerao passiva, que ajuda a manter os edifcios frios aumentando sua capacidade de emitir infravermelho, o calor invisvel que irradia de pessoas e objetos.

Isso muito bom no vero, mas tem pouca serventia no inverno, por isso a equipe queria criar um material que pudesse esfriar o prdio no vero e aquec-lo no inverno.

Para isso, eles projetaram um material eletrocrmico – que muda de cor por um controle eltrico – formado por uma camada que pode assumir duas conformaes: Cobre slido, que retm a maior parte do calor infravermelho, ou uma soluo aquosa, que emite infravermelho.

Em qualquer temperatura de ativao escolhida, o dispositivo pode usar uma pequena quantidade de eletricidade para induzir a mudana qumica entre os estados, depositando cobre em um filme fino ou removendo o cobre.

“Depois de alternar entre os estados, voc no precisa aplicar mais energia para permanecer em nenhum deles,” disse Hsu. “Portanto, para edifcios onde voc no precisa alternar entre esses estados com muita frequncia, est realmente usando uma quantidade muito insignificante de eletricidade.”

uma boa prova de princpio, e a equipe agora pretende trabalhar para melhorar sua durabilidade. No laboratrio, o revestimento resistiu a 1.800 ciclos de alternncia entre os dois estados, o que equivale a cerca de cinco anos de vida til considerando-se uma alternncia de estado por dia. Tambm ser necessrio testar o revestimento em dimenses maiores, j que os prottipos esto na escala de centmetros.

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