Engenheiros da Duke University (Estados Unidos) desenvolveram uma tecnologia semelhante a uma janela inteligente que, com o toque de um botão, pode alternar entre coletar o calor da luz solar ou permitir que um objeto esfrie.
A abordagem pode ser uma vantagem para a economia na parte de aquecimento, ventilação e ar condicionado de edifícios.
A tecnologia, chamada de eletrocrômica – material que muda de cor ou opacidade quando a eletricidade é aplicada -, é detalhada em um artigo publicado em 14 de outubro na revista American Chemical Society Energy Letters.
“Demonstramos o primeiro dispositivo eletrocrômico que pode alternar entre aquecimento solar e resfriamento radiativo”, disse Po-Chun Hsu, professor assistente de engenharia mecânica e ciência dos materiais na Duke. “Nosso método de ajuste eletrocrômico não possui partes móveis e é continuamente ajustável.”
Como funciona
As janelas inteligentes feitas de vidro eletrocrômico são uma tecnologia relativamente nova que usa uma reação eletrocrômica para mudar o vidro de transparente para opaco e vice-versa.
Embora existam muitas abordagens para a criação desse fenômeno, todas envolvem um sanduíche de um material eletricamente responsivo entre duas camadas finas de eletrodos e a passagem de uma corrente elétrica entre eles.
Esse fenômeno já é difícil de se conseguir para a luz visível, e torna-se ainda mais difícil quando se tem que considerar também a luz infravermelha média (calor radiativo).
No trabalho, os pesquisadores demonstram um dispositivo fino que interage com os dois espectros de luz enquanto alterna entre os modos de aquecimento passivo e resfriamento.
No modo de aquecimento, o dispositivo escurece para absorver a luz do sol e impedir que a luz infravermelha média escape.
No modo de resfriamento, a camada escura semelhante a uma janela é limpa, revelando simultaneamente um espelho que reflete a luz do sol e permite que a luz infravermelha média de trás do dispositivo se dissipe.
Como o espelho nunca é transparente à luz visível, o dispositivo não substitui janelas em casas ou escritórios, mas pode ser usado em outras superfícies de edifícios.
“É muito difícil criar materiais que possam funcionar em ambos os regimes”, disse o professor Hsu. “Nosso dispositivo tem uma das maiores faixas de sintonia em radiação térmica já demonstrada.”
Conforme a tecnologia ganhar mais testes, pode haver muitas aplicações para ela.
Ela poderá ser aplicada a paredes externas ou telhados para ajudar a aquecer e resfriar edifícios, consumindo pouquíssima energia.
Pode, ainda, fornecer aos envelopes do edifício uma capacidade dinâmica de usar recursos renováveis para aquecimento e resfriamento, e também pode abrir a oportunidade de usar menos materiais de construção que têm sido uma fonte significativa de emissão de carbono por décadas.
Fontes:
Smart Material Switches Between Heating and Cooling in Minutes. DukeUniversity. Outubro, 2021.
Yunfei Rao, Jingyuan Dai, Chenxi Sui, Yi-Ting Lai, Zhe Li, Haoming Fang, Xiuqiang Li, Wei Li, Po-Chun Hsu. Ultra-Wideband Transparent Conductive Electrode for Electrochromic Synergistic Solar and Radiative Heat Management. ACS Energy Letters, 2021.