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Nova cerâmica que resfria pode melhorar a eficiência energética do setor da construção

por Blog do Canal

Um avanço significativo no desenvolvimento de um material de resfriamento radiativo passivo (PRC) foi anunciado por pesquisadores da Universidade Municipal de Hong Kong (CityU).

As descobertas foram publicadas na revista Science em um artigo intitulado “Cerâmica de resfriamento radiativo passivo hierarquicamente estruturada com alta refletividade solar”.

O material, conhecido como cerâmica de resfriamento, alcançou propriedades ópticas de alto desempenho para geração de resfriamento sem energia e sem refrigerante.

Sua relação custo-benefício, durabilidade e versatilidade o tornam altamente adequado para comercialização em inúmeras aplicações, principalmente na construção civil.

Como funciona

Ao reduzir a carga térmica dos edifícios e proporcionar um desempenho de refrigeração estável, mesmo em diversas condições climáticas e em todos os climas, a cerâmica de resfriamento aumenta a eficiência energética e pode combater o aquecimento global.

A RPC é considerada uma das tecnologias de refrigeração verde mais promissoras para conter a crescente demanda por refrigeração espacial, reduzir a poluição ambiental e combater o aquecimento global, de acordo com o professor Edwin Tso Chi-yan, professor associado da Escola de Energia e Meio Ambiente (SEE) da CityU, um dos autores correspondentes do artigo.

No entanto, a atual RPC que utiliza estruturas nanofotónicas é limitada pelo seu elevado custo e pela fraca compatibilidade com as utilizações finais existentes, enquanto as alternativas fotónicas poliméricas carecem de resistência às intempéries e de reflexão solar eficaz.

Propriedades ópticas e aplicabilidade aprimoradas

“Mas nossa cerâmica de resfriamento atinge propriedades ópticas avançadas e tem aplicabilidade robusta”, disse o professor Tso. “A cor, a resistência às intempéries, a robustez mecânica e a capacidade de diminuir o efeito Leidenfrost – um fenômeno que impede a transferência de calor e torna ineficaz o resfriamento do líquido na superfície quente – são características essenciais que garantem a natureza durável e versátil da cerâmica de resfriamento.”

A extraordinária singularidade da cerâmica de resfriamento reside na sua estrutura hierarquicamente porosa como um material cerâmico a granel, que é facilmente fabricado usando materiais inorgânicos altamente acessíveis, como a alumina, através de um processo simples de duas etapas, envolvendo inversão de fase e sinterização. Nenhum equipamento delicado ou materiais caros são necessários, tornando a fabricação escalonável de cerâmicas de resfriamento altamente viável.

Edifício com aplicação de cerâmica de refrigeração branca na cobertura. Crédito: Universidade da Cidade de Hong Kong.

As propriedades ópticas determinam o desempenho de resfriamento dos materiais PRC em duas faixas de comprimento de onda: faixa solar (0,25–2,5 µm) e faixa do infravermelho médio (8–13 µm). O resfriamento eficiente requer alta refletividade na primeira faixa para minimizar o ganho de calor solar e alta emissividade na última faixa para maximizar a dissipação de calor radiativo. Devido ao alto bandgap da alumina, a cerâmica de resfriamento mantém a absorção solar ao mínimo.

“A cerâmica de resfriamento é feita de alumina, o que proporciona a degradação desejada da resistência UV, que é uma preocupação típica da maioria dos projetos de PRC à base de polímeros. Ela também exibe excelente resistência ao fogo, suportando temperaturas superiores a 1.000°C, o que supera as capacidades da maioria materiais PRC à base de polímero ou à base de metal”, disse o professor Tso.

Fonte: TechXplore.

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