Phát triển được loại kính thần kỳ thay thế điều hòa nhiệt độ

Theo thống kê, có đến 40% tất cả các chi phí năng lượng ở EU là dùng để sưởi ấm, làm mát, điều hòa không khí và chiếu sáng cho các tòa nhà. Một trong những giải pháp tiết kiệm khoản chi phí năng lượng đó là dự án kính cửa sổ Large-Area Fluidic Windows (LaWin)mà các nhà nghiên cứu ở Đại học Jena bắt tay vào việc thực hiện từ năm 2015. Trong một bài báo vừa được công bố trên tạp chí Advanced Sustainable Systems có tên là "Cửa sổ rộng siêu mỏng điều chỉnh được độ sáng và khả năng hấp thụ năng lượng mặt trời trên cơ sở chuyển đổi chất lỏng từ tính từ xa", các nhà khoa học đã trình bày nguyên mẫu của kính cửa sổ thần kỳ này.

Cửa sổ thần kỳ này cho phép làm tối kính bằng một nút bấm và bề mặt kính giúp thu thập năng lượng nhiệt của tia nắng. Điều này đạt được bằng cách đưa một chất lỏng đặc biệt vào kính. Điều cốt lõi của dự án là sử dụng chất lỏng trong cửa sổ và mặt tiền, ví dụ như chất giữ nhiệt hoặc để cung cấp các chức năng bổ sung",Lothar Wondraczek, điều phối viên Dự án giải thích. "Để đạt được điều này, chúng tôi đang phát triển vật liệu thủy tinh mới được sử dụng để lưu thông loại chất lỏng chức năng". Trong nguyên mẫu mới nhất, các hạt nano sắt được thêm vào chất lỏng, có thể hút ra bằng nam châm khi cần thiết. Lothar Wondraczek cho biết: "Tùy thuộc vào lượng hạt sắt trong chất lỏng, chất lỏng tự nó sẽ mang các sắc thái màu xám khác nhau hoặc không chuyển sang màu đen. "Như vậy, bạn có thể kiểm soát ánh sáng và thu nhiệt mặt trời, sau đó có thể được sử dụng để sưởi ấm căn phòng" .

Hiệu quả của hệ thống này tương đương với các hệ thống nhiệt năng mặt trời thông thường, nhưng có thể dễ dàng tích hợp vào mặt tiền của tòa nhà. Xử lý từ trường của các hạt sắt diễn ra trong một bể riêng. Ngoài ra, các cửa sổ không cần dùng điện. Wondraczek cho biết lợi thế lớn nhất của cửa sổ chất lỏng lớn là chúng có thể thay thế hệ thống điều hòa không khí, hệ thống điều khiển ánh sáng ban ngày và thậm chí cung cấp nước ấm.

Điểm mấu chốt của dự án là phát triển các môđun kính kinh tế có kích thước lớn. Kính không chỉ phải có các kênh đặc biệt để chứa chất lỏng, mà còn không bị vỡ trong suốt thời gian khai thác tòa nhà và tuân thủ các quy định về xây dựng. Các nhà khoa học đã phát triển được nguyên mẫu kính rộng 200 m² và khẳng định rằng những yêu cầu này có thể được đáp ứng. Có được thành tựu này cũng là nhờ trong giai đoạn 2015 - 2017, dự án đã nhận được khoản tài trợ 5,9 triệu euro từ EU theo chương trình Horizon-2020 và 2,2 triệu euro từ 11 công ty công nghiệp. Năm nay, những sản phẩm thương mại đầu tiên của kính thông minh tiết kiệm năng lượng được tung ra thị trường.

Trong khi đó, các nhà khoa học từ Đại học Gothenburg,Thụy Điển, cũng đã phát triển được loại kính có thể sưởi ấm tòa nhà. Để biến các cửa sổ bình thường thành các tấm sưởi sử dụng năng lượng mặt trời, họ đã sử dụng công nghệ nano và tạo ra các nano ăngten dựa trên plasmon (tính chất kết hợp các dao động tập thể của các điện tử dẫn điện trong các hạt nano kim loại). Các tấm sưởi này có hệ số hấp thụ ánh sáng mặt trời cao và tỏa nhiệt trên bất kỳ bề mặt nào mà chúng được lắp đặt.