Berta Sándor
Energia nélkül hűti le az épületeket egy új ablakfólia
Egy új technológia komoly megtakarításokat eredményez.
Tanulmányok becslései alapján a világszerte épületek által felhasznált árammennyiség 15 százalékát használják fel hűtésre. Amikor a nap az épületekre esik, elsősorban az emberi szem számára láthatatlan ultraibolya és közeli infravörös fény hatol át az üvegen és belülről felmelegíti a helyiségeket. Amennyiben legalább ezeket a hullámhosszakat ki lehetne zárni, akkor a hűtés potenciális szükségessége jelentősen csökkenne.
Természetesen még jobb lenne, ha a felhasznált bevonat az ablak felületéről olyan hullámhosszon sugározna hőt, amely a légkörön keresztül az űrbe juthatna. Az egyre súlyosbodó éghajlatváltozás, a hőmérséklet emelkedése és az ezzel párhuzamosan dráguló energia miatt egy ilyen találmányra nagy keresletnek kell lennie. Azt, ami elsőre utópisztikusnak hangzik, az amerikai Notre Dame Egyetem és a koreai Kyung Hee Egyetem közös csapatának sikerült megvalósítania. Az Eungkyu Lee és Tengfei Luo által vezetett kutatók kvantumszámítógépet és mesterséges intelligenciát használtak arra, hogy megtalálják azt a bevonati technológiát, amely egyetlen watt energiafogyasztás nélkül csökkenti az épületek hőmérsékletét.
A szakemberek a találmányukat "átlátszó sugárzó hűtőnek" (TRC) nevezték el. A kifejlesztéséhez a csapat számítógépes modelleket készített egy üveglapon, amelyeken olyan gyakori anyagok, mint a szilícium-dioxid, a szilícium-nitrid, az alumínium-oxid vagy a titán-dioxid vékony rétegeit váltogatták, amelyeket végül egy polidimetil-sziloxán filmmel fedtek be. Ezután egy kvantumszámítógép segítségével gépi tanulás alapján iteratív módon optimalizálták a rétegek típusát, sorrendjét és kombinációját. Ennek eredményeképpen olyan bevonatkialakítás jött létre, amely felülmúlja a hagyományos kialakítású TRC-ket, viszont a látható fényt átengedte.
A tudósok kiszámították, hogy az optimalizált kialakítás 31 százalékkal csökkentheti a hűtési energiafogyasztást a hagyományos ablakokhoz képest, különösen a forró és száraz városokban. Ugyanakkor rámutattak, hogy eredményeik más alkalmazásokban is alkalmazhatók, például a járművek ablakainak gyártásában. A mesterséges intelligencia és a kvantumszámítás folyamata más típusú kompozit anyagok fejlesztésére is alkalmas. A kutatók eredményeiket az ACS Energy Letters című folyóiratban tették közzé.
Tanulmányok becslései alapján a világszerte épületek által felhasznált árammennyiség 15 százalékát használják fel hűtésre. Amikor a nap az épületekre esik, elsősorban az emberi szem számára láthatatlan ultraibolya és közeli infravörös fény hatol át az üvegen és belülről felmelegíti a helyiségeket. Amennyiben legalább ezeket a hullámhosszakat ki lehetne zárni, akkor a hűtés potenciális szükségessége jelentősen csökkenne.
Természetesen még jobb lenne, ha a felhasznált bevonat az ablak felületéről olyan hullámhosszon sugározna hőt, amely a légkörön keresztül az űrbe juthatna. Az egyre súlyosbodó éghajlatváltozás, a hőmérséklet emelkedése és az ezzel párhuzamosan dráguló energia miatt egy ilyen találmányra nagy keresletnek kell lennie. Azt, ami elsőre utópisztikusnak hangzik, az amerikai Notre Dame Egyetem és a koreai Kyung Hee Egyetem közös csapatának sikerült megvalósítania. Az Eungkyu Lee és Tengfei Luo által vezetett kutatók kvantumszámítógépet és mesterséges intelligenciát használtak arra, hogy megtalálják azt a bevonati technológiát, amely egyetlen watt energiafogyasztás nélkül csökkenti az épületek hőmérsékletét.
A szakemberek a találmányukat "átlátszó sugárzó hűtőnek" (TRC) nevezték el. A kifejlesztéséhez a csapat számítógépes modelleket készített egy üveglapon, amelyeken olyan gyakori anyagok, mint a szilícium-dioxid, a szilícium-nitrid, az alumínium-oxid vagy a titán-dioxid vékony rétegeit váltogatták, amelyeket végül egy polidimetil-sziloxán filmmel fedtek be. Ezután egy kvantumszámítógép segítségével gépi tanulás alapján iteratív módon optimalizálták a rétegek típusát, sorrendjét és kombinációját. Ennek eredményeképpen olyan bevonatkialakítás jött létre, amely felülmúlja a hagyományos kialakítású TRC-ket, viszont a látható fényt átengedte.
A tudósok kiszámították, hogy az optimalizált kialakítás 31 százalékkal csökkentheti a hűtési energiafogyasztást a hagyományos ablakokhoz képest, különösen a forró és száraz városokban. Ugyanakkor rámutattak, hogy eredményeik más alkalmazásokban is alkalmazhatók, például a járművek ablakainak gyártásában. A mesterséges intelligencia és a kvantumszámítás folyamata más típusú kompozit anyagok fejlesztésére is alkalmas. A kutatók eredményeiket az ACS Energy Letters című folyóiratban tették közzé.
