| | 10 января 2015 | Новости науки и техники
Созданы самозатеняющиеся «дышащие» окна, функционирующие как прозрачная батарея
Группа ученых из Технологического университета Нанянга (Nanyang Technological University, NTU), Сингапур, создала технологию «умных» окон, которые способны затеняться, изменяя свой цвет на более темный, частично блокируя падающий на них солнечный свет. При этом, для затемнения новым окнам совершенно не требуется дополнительный внешний источник энергии и, более того, окно может действовать как самозаряжающаяся аккумуляторная батарея, поглощая кислород из окружающего воздуха.
Кондиционирование внутренностей больших зданий летом требует достаточно большого количества энергии, которое зачастую превышает половину потребляемой всем зданием энергии. Для решения этой проблемы уже были разработаны «умные» окна различных типов, которые действуют как высокотехнологичные жалюзи, препятствующие проникновению солнечного света и тепла внутрь здания. Практически все «умные» окна, которые нам доводилось видеть, затеняются или возвращаются в прозрачное состояние простым поворотом выключателя, но требуют для своей работы источника электрического тока с весьма нестандартными характеристиками, что сказывается на их стоимости далеко не в лучшую сторону.
«Умное» окно, разработанное группой, возглавляемой профессором Сун Ксиэауэи (Sun Xiaowei), состоит из двух стекол, на поверхность которых нанесена сетка невидимых электрических проводников или тонкое электропроводное прозрачное покрытие. В промежуток между стеклами залит электролит, интенсивно поглощающий кислород из окружающей среды. Кроме этого одна из внутренних поверхностей стекол покрыта слоем синего красителя, который изменяет свой цвет в ответ на изменение концентрации кислорода в электролите.
Когда цепь, замыкающая накоротко токопроводящие плоскости обоих стекол, размыкается, то за счет прекращения сложных фотоэлектрохимических реакций синий краситель начинает реагировать с кислородом, становясь темнее и блокируя до 50 процентов падающего на стекло света. Когда электрическая цепь замкнута в электролите начинают происходить химические реакции и краситель за несколько секунд становится прозрачным. При этом, накопленной за все время блокирования света электрохимической энергии достаточно для того, чтобы можно было задумываться о ее преобразовании и использовании в нуждах потребителей.
В качестве примера работоспособности технологии исследователи создали опытный образец «умного» стекла, площадь которого составила несколько квадратных сантиметров. Тем не менее, накопленной таким прозрачным аккумулятором энергии хватило для обеспечения свечения светодиода и это служит подтверждением тому, что данную технологию можно всерьез рассматривать в качестве источника энергии для портативных и малопотребляющих электронных устройств.
В настоящее время профессор Сунн и его коллеги сосредоточились на дальнейшем улучшении технологии с целью повышения уровня ее технологичности при массовом производстве. Параллельно с этим ведутся поиски заинтересованных организаций, которые смогут обеспечить коммерциализацию данной технологии, которая сможет найти применение не только в высокотехнологичных «зеленых» зданиях, но и использоваться в домашнем хозяйстве.
