les fenêtres intelligentes deviendront une réalité! nous chercheurs ont développé une nouvelle technologie de nanoparticules de dioxyde de vanadium
Environ 30% de l'énergie utilisée dans la construction aux États-Unis est perdue chaque année en raison de la faible efficacité énergétique des matériaux de fenêtre. Ces pertes d’énergie entraînent une perte d’environ 42 milliards de dollars par an.
à cet égard, si le département national de l'énergie des États-Unis (doe) argonne peut commercialiser un nouveau procédé breveté de synthèse de nanoparticules de dioxyde de vanadium afin de créer une «fenêtre intelligente» économe en énergie et économique, le problème de la consommation élevée d'énergie peut commencer à changer .
L'expérience nationale argonne a déposé une demande de brevet pour un nouveau procédé de synthèse de nanoparticules de dioxyde de vanadium, ce qui rend la fabrication de «fenêtres intelligentes» à haut rendement énergétique plus économique.
Li Jie, ingénieur chimiste au laboratoire national Argonne, a déclaré: «Nous devons mettre au point un processus continu pour produire rapidement cette nanoparticule de manière économique et la commercialiser rapidement.» Auparavant, li et ses collègues du laboratoire national d’Argonne ont reçu une nous licence de brevet pour le processus.
Les fenêtres intelligentes thermochromiques absorbent automatiquement l'énergie infrarouge en hiver pour maintenir le bâtiment au chaud et le maintenir au frais en bloquant l'énergie infrarouge en été. de plus, li indique également que le film de dioxyde de vanadium à base de nanoparticules a une valeur de modulation solaire environ deux fois supérieure à celle du film ordinaire. parmi ceux-ci, la modulation dite solaire est en fait la quantité d'énergie solaire qui peut être contrôlée par les matériaux à base de dioxyde de vanadium à des températures basses et élevées. En outre, le dioxyde de vanadium nano présente une rapidité semblable à celle d'un commutateur, c'est-à-dire qu'il peut être complété en micro ou nanosecondes, du blocage des rayons infrarouges aux rayons infrarouges pénétrants.
Ralph Muehleisen, responsable du projet Science de l'architecture au laboratoire national Argonne, a déclaré que la technologie thermochromique avait suscité l'intérêt de l'industrie, mais qu'en raison de son coût élevé et de ses performances limitées, elle n'était utilisée que dans certains produits. Le problème clé est que les nanoformes du dioxyde de vanadium sont les meilleurs matériaux pour les fenêtres intelligentes. Cependant, personne n’a su comment produire des nanoparticules de dioxyde de vanadium à un coût suffisamment bas pour soutenir la commercialisation.
Muehleisen a déclaré: "L’utilisation de nanoparticules augmente les performances des matériaux, et le procédé à flux continu que nous avons inventé réduit le coût de leur fabrication. Cette technologie est donc très utile pour les fabricants de fenêtres. Cependant, le processus de fabrication que nous avons inventé est peut-être encore plus important. elle-même adaptée à une variété d'autres matériaux nécessitant une fabrication de nanoparticules. "
Les films thermochromiques conventionnels contiennent des matériaux ordonnés au dioxyde de vanadium qui ont une température de réaction beaucoup plus élevée que les matériaux à nanoparticules dopées. Les fenêtres traditionnelles doivent atteindre une température de 154 degrés Celsius pour commencer à bloquer la chaleur infrarouge. la fenêtre contenant les nanoparticules de dioxyde de vanadium et de tungstène a atteint cette température critique de transition à 25 ° C (77 ° F).
Contrairement aux fenêtres traditionnelles, cette fenêtre contenant des nanoparticules ne nécessite pas de coloration pour améliorer l'efficacité énergétique. En outre, muehleisen estime que la technologie de traitement en flux continu du laboratoire national argonne peut réduire les coûts de fabrication des nanoparticules au moins cinq fois par rapport aux méthodes traditionnelles.
Selon les nanomarchés de lc, le marché des fenêtres intelligentes représentait un milliard de dollars en 2014 et devrait atteindre près de 3 milliards de dollars en 2021. La technologie de fenêtre économiseuse d'énergie existante est peu efficace, coûteuse et même les deux à la fois. Selon les données de lux research, une société de conseil qui effectue des recherches indépendantes sur les technologies émergentes, les fenêtres thermochromiques peuvent représenter, par 20 degrés, les deux tiers du marché.
pour développer plus avant la technologie thermochromique au dioxyde de vanadium, li et muehleisen ont tenté de réduire la taille de leurs particules de 100 nm à 15 ou 20 nm. à cette taille de particule plus petite, 3000 à 4000 nanoparticules sont équivalentes au diamètre d'un cheveu humain. Cela présente deux avantages principaux par rapport aux particules plus grosses par rapport aux particules plus grosses. premièrement, ils dispersent moins de lumière, ce qui rend le film de fenêtre plus transparent; deuxièmement, ils ajusteront mieux la chaleur infrarouge, qui consomme moins d'énergie.
Les nanoparticules de dioxyde de vanadium peuvent également être utilisées comme technique de détection dans le domaine de la défense. Leur rôle principal consiste à interférer avec le faisceau infrarouge utilisé pour mesurer les vibrations dans la pièce. dans le même temps, grâce à des travaux de recherche et développement plus poussés, ce matériau pourrait également fournir une protection des armes laser aux aéronefs et autres véhicules.
scientifiques des matériaux, ingénieurs des procédés, scientifiques de l'énergie et scientifiques de la construction du laboratoire national argonne et une équipe d'experts en commercialisation de l'université de chicago ont conjointement développé la technologie des nanoparticules de dioxyde de vanadium avec le soutien de projets de construction relativement jeunes dans le laboratoire.
«Je veux élargir le plan de construction pour travailler plus étroitement avec notre équipe scientifique de découverte», a déclaré muehleisen. «Il est nécessaire de mieux comprendre la physique et la chimie de base des matériaux utilisés dans la conception architecturale. nous devons rompre la routine pour atteindre adaptabilité / dynamique, meilleures performances, coûts de fabrication réduits et impact réduit sur l'environnement. matériaux de prochaine génération. "
français
English
Deutsch
русский
italiano
español
português
日本語
한국의
Türkçe
8620-87226359,8620-87748917
