Умные окна позволяют контролировать, сколько видимого света и солнечной энергии попадает в здание. Эта энергия часто приводит к слишком высоким температурам в помещениях коммерческих зданий по всему миру, даже в Швеции, поэтому существует потребность в кондиционировании воздуха. Умные окна могут значительно снизить потребление энергии для кондиционирования воздуха, а также могут помочь создать более приятную внутреннюю среду, уменьшив количество ослепляющего света, проходящего через них.
Электрохромные умные окна управляются электрически. Такое окно — результат исследований, проведенных в Уппсальском университете.
Коммерческое производство недавно запустила компания ChromoGenics AB.
Электрохромное интеллектуальное окно состоит из ряда тонких слоев, расположенных друг над другом. Наиболее важными из них являются два слоя оксида вольфрама и оксида никеля, оба толщиной около трети микрометра.
Они разделены слоем электролита. Непрозрачность окна для видимого света и солнечной энергии меняется, когда между оксидными слоями протекает электрический ток.
«Принцип такой же, как и для электрической батареи. Здесь оксид вольфрама является катодом, а оксид никеля — анодом.
Непрозрачность зависит от того, насколько заряжен «аккумулятор», — говорит Руй-Тао Вэнь, докторант, проводивший исследование в рамках своей диссертации.
Срок службы как электрических батарей, так и электрохромных умных окон — хорошо известная проблема.
Они должны работать после многократной зарядки и разрядки, если они хотят быть действительно прибыльными.
В исследовании ученые показывают, что слой электрохромного оксида вольфрама, который много раз заряжался и разряжался и начал терять свою емкость, может быть восстановлен до своей прежней высокой емкости. Это достигается пропусканием через него слабого электрического тока, когда он находится в легком режиме.
Это займет около часа. Таким образом, электрический заряд, который «закрепился» в материале, удаляется, и слой оксида вольфрама снова становится как новый.
"Это новый способ обновить умные окна, чтобы они прослужили намного дольше. И тот же принцип, возможно, можно было бы использовать для электрических батарей », — говорит Клас-Горан Гранквист, старший профессор лаборатории Ангстрома Уппсальского университета и один из авторов исследования.
Исследование финансировалось Европейским исследовательским советом (ERC).