03/03/2017 - Ein Team von Ingenieuren entwickelt ein neues Material, das ohne Energie und Wasser abkühlen kann

Menéame

Eine Gruppe von Ingenieuren der Universität Colorado ein neues Material entwickelt hat, ähnlich wie ein Kunststofffilm, das Materialien oder Strukturen ohne Wasserbedarf oder Energieverbrauch abkühlen kann. Die Ergebnisse dieser Forschung wurden in der wissenschaftlichen Zeitschrift veröffentlicht. Wissenschaft.

Dieses neue Material hat außergewöhnliche Qualitäten und vielfältige Anwendungen, darunter die Fähigkeit, die Solarenergie zu reflektieren, indem es die Ortung und Erwärmung unserer Häuser verringert, und es ist in der Lage, auch die Wärme aus dem Inneren ohne Energieverbrauch zu extrahieren.

Andere mögliche Anwendungen

Im Bereich der Solarenergie könnte sie eingesetzt werden, um die Effizienz von Solarzellen sowie in anderen Bereichen und Anwendungen wie Anlagenkühltürmen und Industrieprozessen oder Wärmekraftwerken für die Stromerzeugung zu verbessern, wo im Kühlprozess ihrer Türme eine große Menge Wasser benötigt wird, wodurch der Produktionsprozess eingespart und die Betriebskosten gesenkt werden könnten.

Das Material könnte dazu beitragen, die Effizienz und die Lebensdauer von Solarzellen zu verbessern, da durch die Erhöhung ihrer Temperatur durch Sonneneinstrahlung ihre Leistungsfähigkeit und Lebensdauer verringert und dieses Material auf die Oberfläche einer Solarpaneele aufgetragen wird, die Platte abgekühlt und ihre Effizienz um ein bis zwei Prozent erhöht werden könnte.

Dieses Material, das weder Energie noch Wasser benötigt, verfügt über kleine Glasfragmente in einem Polymerfilm, die das Sonnenlicht reflektieren, aber auch die Strahlung blockieren. Gemäß Ronggui Yang, Professor für Maschinenbau an der Universität Colorado und Mitglied der American Society of Mechaniker Engineers, "sowohl die Bildung von Glaspolymermetamaterialien als auch die Silberbeschichtung werden in Rollen-zu-Roll-Prozessen skaliert"

 "Nur 10 bis 20 Quadratmeter dieses Materials auf dem Dach könnte gut ein Einfamilienhaus im Sommer abkühlen," sagt er.  Gang Tan, Assoziierter Professor an der Abteilung für Bauingenieurwesen und Architektur der Universität Wyoming und Mitautor des Papiers.

Probe des neuen Materials (Quelle: Universität Colorado)

Patentanmeldung und Projektfinanzierung

Seine Schöpfer haben verschiedene Experimente in Colorado und Arizona durchgeführt und ihre Wirkung überprüft, so dass sie bereits die Verfahren für die Registrierung ihres Patents eingeleitet haben. Es gibt auch CU Boulder Technologie Transfer Office, um mögliche kommerzielle Anwendungen zu erforschen. Sie planen, 2017 in Boulder einen 200 Quadratmeter großen "Kühlbetrieb" zu schaffen.

Die Erfindung ist das Ergebnis einer Spende von $ 3 Millionen im Jahr 2015 an Ronggui Yang, Xiabo Yin und Tang von der Agentur für fortgeschrittene Energieprojekte (Energy Department's Advanced Research Projects Agency-Energy, ARPA-E).

Forschungsteam und neues Material (Quelle: Universität von Colorado)

"Der Hauptvorteil dieser Technologie ist, dass sie 24 Stunden am Tag arbeitet, 7 Tage in der Woche, ohne Strom und Wasser," sagte Yang. "Wir freuen uns sehr auf die Gelegenheit, potenzielle Anwendungen in der Energieindustrie, der Luft- und Raumfahrt, der Landwirtschaft und mehr zu erforschen."

Sie sind Mitautor dieser Forschungsarbeit: Yao Zhai, Yaoguang Ma und Dongliang Zhao von CU Boulder der Abteilung für Maschinenbau; Sabrina David vom Programm der UC für Materialwissenschaft und -technik; Und Runnan Lou de la Ann und H.J. Smead Abteilung für Luft- und Raumfahrtwissenschaften.

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University of Colorado Boulder

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