在现代城市建筑的主要结构,大多数城市在美国住房超过1.5亿建筑物在任何给定的市区。然而,建筑也是一个主要的贡献者和温室气体排放的来源扮演了一个重要的部分在当前气候危机。
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最近,研究人员芝加哥大学普利兹克分子工程学院(中外)设计了一个创新的,新的建筑材料与变色龙般的属性,能够改变其红外颜色和它释放或吸收的热量基于室外温度。
我们本质上找到了一个低能耗的方式对待一个建筑就像一个人;你添加一层当你冷和脱层当你热…这种智能材料让我们保持建筑物的温度没有大量的能量。
Po-Chun Hsu)首席研究员和助理教授,中外
变色龙般的材料应对气候变化
中外团队开发了一个“电致变色的”不易燃的建筑材料包括dual-material层能够假设两种构象保留并发出红外线:固体铜和稀释溶液。
设备能够释放一个小的电在预设温度范围内引发化学位移之间的两个州铜堆积到薄膜或相反剥离铜暴露水阶段。
摘要最近发表在《华尔街日报》自然的可持续性,研究人员详细的设备如何快速开关铜和液态之间的可逆,证明材料仍然有效即使1800次。
团队激励开发变色龙般的材料应对气候变化考虑到仅在美国,建筑行业消耗全国用电量的76%左右,40%的一次能源使用和温室气体(GHG)排放,根据美国能源部(DOE)。
在更大的范围内,全球建筑排放的温室气体总量的10%左右。大约50%的整体排放量与室内空间内的加热和冷却建筑物。
很长一段时间,我们大多数人已经我们的室内温度控制是理所当然的,而不考虑它需要多少能量…如果我们想要一个减碳的未来,我认为我们必须考虑多样化的方式来控制建筑温度更节能的方式。
Po-Chun Hsu)首席研究员和助理教授,中外
减少建筑物能源成本
目前的原型材料的规模相对较小,仅为6厘米宽。然而,该团队使用这些生成模型的创新建筑材料可以降低能源成本通常在15个不同的美国城市。
研究小组发现的材料可以帮助节省大约8.4%的建筑暖通空调消费而构成只有大约0.2%的总能源使用。
这种智能材料让我们保持温度在一个没有大量的建筑能源…建筑,你不需要在这些状态之间切换频繁,这是使用一个非常微不足道的电力。
Po-Chun Hsu)首席研究员和助理教授,中外
下一步是开发方法来帮助扩大材料和调查其他中间状态可以用于实际应用。此外,材料有潜力成为定制符合所需的美学,架构师可能希望在建筑由于水的透明状态阶段。
团队希望,不断研究和开发与工程师合作在建筑业将帮助转换行业,解决的挑战使建筑更节能,以帮助解决气候危机。
引用和进一步阅读
“节能建筑辐射电镀铬”(2023)自然的可持续性。可以在:https://www.nature.com/yabo214articles/s41893 - 022 - 01030 - 3
威廉姆斯,S.C.P. (2023)温度传感节能建筑材料的颜色变化,芝加哥大学的普利兹克分子工程学院|。可以在:https://pme.uchicago.edu/news/temperature-sensing-building-material-changes-color-save-energy: ~:文本= % 20 % 20大学研究人员% 20 % 20,% 20基于% 20外% 20 % 20温度
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