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热反射涂层耗能更低,成本更实惠!

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热反射涂层耗能更低,成本更实惠!
分类:新闻中心 来源:原创 发布时间:2019-05-29 14:54

材料牛注:伯克利实验室在窗户上涂覆一种价格便宜的聚合物热反射涂层来改善和提高窗户的性能。

据美国方面估计,楼房的视窗性能决定了整座楼房建筑耗能的10%,在这方面每年花费500亿美元左右的资金。而窗户的翻新或者用高效节能的涂层来代替它似乎是一个亟待解决的难题。

美国能源部(DOE)的伯克利实验室(劳伦斯伯克力国家实验室)的研究者通过不断努力法解决了这一问题—在窗户上涂覆一种价格便宜的聚合物热反射涂层。

伯克利的科学研究团队获得了美国能源部的高级研究计划署(ARPA-E)支持的资金(395万美元)来改善和提高这种新产品的性能。这支由多重机构组成的团队由博尔德科罗拉多大学的Garret Miyake研究员带领,它还包括( 美国) 加利福尼亚理工学院和物质学院。

很多具备光谱选择性的用于视窗改进的薄膜涂层在市场上都可以买到,但它们必须在专业承包商的帮助下才能完成安装,这给房主带来很多不便。更划算的选择将可能扩大产品的需求,同时每年可节约350亿千瓦-时的能量,减少240亿千克二氧化碳的排放,相当于减少了5百万辆汽车在公路上行驶。

伯克利实验室技术依靠一种被称为bottlebrush聚合物的材料,这种材料包含一条刚性单分子链和沿着其边缘的刷毛。这种独特的分子结构体赋予了它特殊的性能,例如它不会相互纠缠。

Weitekamp是加利福尼亚理工学院的研究生,他专注于理解和观测bottlebrush聚合物是如何自组装成为纳米结构的,在这个过程中此聚合物充当能在各种频率下反射光的光子晶体。在2015年,为了使所有其它关于聚合物基体的技术的涂层商业化, Weitekamp参观了伯克利实验室(Cyclotron Road的一部分)的创业科学家组织。

由于ARPA-E 的资助,Weitekamp和伯克利实验室的 Steve Selkowitz(一个在研发科学和窗口技术的首席专家)及Arman Shehabi(一个在审查建筑物能源使用方面的专家)合作来研发一种可升级的有成本竞争力的产品。他们的目标是每平方英尺的产品成本是1.5美元,这是市售安装的节能翻新窗户涂层目前市场成本的10%。

目前,主要的技术挑战是提高材料的精确性,这样可避免红外光的反射对可见光产生散射或使之模糊不清。这要求涂层能够反射大量的太阳光能量,以减少穿过窗户进入楼房的热量,同时仍对人眼可见。

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