Kính cửa sổ quang điện cảm ứng nhiệt vừa tạo ra điện vừa làm mát nhà

Các nhà khoa học Mỹ vừa phát triển thành công một loại kính cửa sổ quang điện cảm ứng nhiệt, là những tấm pin năng lượng mặt trời nhưng có thể tự động đổi màu giúp không gian bên trong luôn mát mẻ.

Kính màu đã xuất hiện từ lâu và được ứng dụng để làm giảm độ chói của ánh sáng mặt trời, không chỉ ngăn bụi, tăng tính thẩm mỹ mà còn làm giảm nhiệt cho không gian bên trong nhà. Gần đây, các nhà khoa học còn nghiên cứu, nâng cấp cho loại kính này, để chúng có thể đổi màu theo yêu cầu của người sử dụng và ứng dụng với kích cỡ lớn cho các tòa nhà, trung tâm thương mại… Bên cạnh đó, các nghiên cứu, ứng dụng các tế bào năng lượng mặt trời trong suốt hoặc bán trong suốt ngày càng phát triển, hiệu quả cao, có thể được sử dụng làm cửa sổ. Chính vì vậy, các nhà khoa học, chuyên gia của Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia (NREL) thuộc Bộ Năng lượng Mỹ đã kết hợp công nghệ kính màu và công nghệ quang điện trên để tạo ra một loại kính cửa sổ thông minh: kính cửa sổ quang điện cảm ứng nhiệt.

Loại kính này có cấu tạo gồm 2 tấm kính, bên giữa 2 tấm kính là một màng mỏng perovskite – một vật liệu pin năng lượng mặt trời mới, với một dung môi đặc biệt được bơm vào khoảng trống. Khi độ ẩm ở mức thấp, perovskite trong suốt, cửa sổ vẫn lấy sáng như bình thường. Khi nhiệt độ thay đổi đến mức độ nhất định (kính nóng từ 35 đến 46 độ C), dung môi sẽ khiến các tinh thể perovskite biến đổi trật tự sắp xếp và đổi màu. Đến khi màu kính trở nên tối sẫm hoàn toàn thì quá trình quang điện bắt đầu. Như vậy, trong quá trình tăng nhiệt độ, kính có thể chuyển đổi từ trong suốt qua các màu vàng, cam, đỏ và nâu, thời gian khoảng 7 giây.

Kính cửa sổ quang điện cảm ứng nhiệt được chế tạo bởi các chuyên gia NREL (Ảnh internet)

Đảm nhiệm chức năng như các tấm pin mặt trời, kính cửa sổ quang điện cảm ứng nhiệt là giải pháp tiết kiệm điện năng hữu hiệu, vừa chống nóng, giảm nhu cầu sử dụng các thiết bị làm mát vừa tạo ra năng lượng cung cấp cho các thiết bị trong tòa nhà.

Ngoài kính cửa sổ quang điện cảm ứng nhiệt, mới đây các nhà khoa học còn phát triển thành công một loại sơn siêu trắng có thể phản xạ tới 95,5% ánh sáng Mặt trời, cũng là một giải pháp giúp tiết kiệm năng lượng hiệu quả cho tòa nhà. Chất sơn này sẽ giúp vật thể được sơn mát hơn các vật thể xung quanh ngay cả bị chiếu trực tiếp bởi ánh sáng mặt trời. Nhờ đó, nó sẽ giúp kiểm soát nhiệt độ bên trong tòa nhà, cải thiện hiệu quả khả năng sử dụng năng lượng.

Sơn siêu trắng acrylic mới được các nhà khoa học sản xuất bằng cách sử dụng chất độn canxi cacbonat (CaCO3) có nồng độ hạt cao với nhiều nhiều kích thước khác nhau, có thể tán xạ hiệu quả tất cả các bước sóng của quang phổ mặt trời. Bên cạnh đó, ma trận của sơn cũng có cộng hưởng dao động cực đại, giúp nhiệt phản xạ ra bên ngoài với lượng lớn và tốc độ cao hơn nhiều so với các loại sơn làm mát khác. Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm thực địa loại sơn này ở các địa điểm khác nhau, điều kiện thời tiết khác nhau trong 2 ngày. Kết quả cho thấy sơn có thể phân tán 95,5% ánh sáng mặt trời, giúp kéo giảm nhiệt độ của vật thể được sơn xuống thấp hơn mức nhiệt độ môi trường ít nhất 1,7 độ C vào buổi trưa, và vào ban đêm sẽ thấp hơn 10 độ C so với nhiệt độ môi trường.

Kính cửa sổ quang điện cảm ứng nhiệt, sơn siêu trắng… là những giải pháp mới giúp các tòa nhà tiết kiệm năng lượng, bảo vệ môi trường. Nếu tòa nhà kết hợp sử dụng năng lượng sạch như hệ thống điện năng lượng mặt trời, hiệu quả tiết kiệm năng lượng sẽ càng cao hơn. Đây cũng là một hướng đi đang được nhiều tòa nhà văn phòng, chung cư cao tầng, tòa nhà trung tâm thương mại… hướng tới, vừa tiết giảm chi phí sử dụng điện vừa trở thành tòa nhà xanh thân thiện với môi trường.

Nguồn: Tổng hợp