Ramen laten licht binnen in uw binnenruimtes, maar kunnen ook ongewenste warmte brengen. De airconditioners moeten dan heel hard werken om ze af te koelen. Om dit probleem op te lossen en de energiebesparing met quantum window-technologie te verbeteren, passen onderzoekers transparante radiatieve koeler (TRC) coating toe.
Tengfei Luo, Dorini Family Professor of Energy Studies aan de Universiteit van Notre Dame en postdoctoraal medewerker Seongmin Kim hebben een transparante coating voor ramen ontwikkeld.
Deze coating of transparante stralingskoeler (TRC) kan blokkeren warmteproducerend ultraviolet en infrarood licht. Ongeacht de hoek van de zon, laat het alleen zichtbaar licht binnen. Het kan worden gebruikt op bestaande ramen en auto's en helpt de airconditioning te minimaliseren kosten met meer dan een derde in warme klimaten.
Efficiënt ontwerp om veranderende zonnestanden aan te pakken
Tengfie Luo, de hoofdauteur van de studie, zei: “De hoek tussen de zon en uw raam verandert voortdurend. Onze coating behoudt functionaliteit en efficiëntie, ongeacht de positie van de zon aan de hemel.”
In veel recente studies optimaliseerden de raambekledingen alleen het licht dat een kamer binnenkomt in een rechte hoek. Maar dit is niet haalbaar. 's Middags, wat meestal het warmste moment van de dag is, hebben de zonnestralen de neiging om verticaal geïnstalleerde ramen in een schuine hoek binnen te komen.
Innovatieve materialen en technieken
Eerder bouwden Prof. Luo en zijn postdoctorale medewerker Seongmin Kim een gefabriceerde transparante raambekleding door een glazen basis te nemen en door er ultradunne lagen aluminiumoxide, siliciumdioxide en titaniumoxide op te stapelen. Er werd ook een micrometer dik siliciumpolymeer aan toegevoegd. Deze toevoeging helpt verhoog het koelvermogen van de structuur. Hierdoor kan het de thermische straling via het atmosferische venster en de ruimte in reflecteren.
Professor Luo zei: “Aanvullende optimalisatie van de volgorde van de lagen was nodig om ervoor te zorgen dat de coating meerdere hoeken van zonlicht zou accommoderen. Een trial-and-error-aanpak was echter niet praktisch, gezien het immense aantal mogelijke combinaties.”
De onderzoekers realiseerden zich dat ze het proces moesten optimaliseren om de juiste combinatie van materialen en lagen te vinden. Dus om het proces te optimaliseren, Zowel Prof. Luo als Kim maakten een computermodel. Vervolgens gebruikten ze algoritmen voor quantum machine learning (QML) om de beste combinaties van lagen en materialen te vinden.
Maar wat denk je, Bespaart het sluiten van jaloezieën energie?
Resultaten en toepassingen
- Het materiaal is uiteindelijk een transparante raamcoating van 1.2 micron dik.
- Het lijkt beter te werken dan andere soortgelijke producten op de markt.
- Hun model creëerde een coating die zowel de transparantie kon behouden als Verlaag de temperatuur (met 5.4 tot 7.2 graden Celsius of 9.7 tot 13 graden Fahrenheit).
- Dit kon worden bereikt in een modelkamer, zelfs toen het licht vanuit uiteenlopende hoeken werd doorgelaten.
Ontdek het eenvoudig 100 manieren om elektriciteit te besparen thuis en op kantoor.
Dit project laat zien hoe quantum computing echt kan helpen in het onderzoeksproces. Het kan Wordt gebruikt om verschillende materialen met complexe eigenschappen te ontwerpen. Energiebesparing met quantumvenstertechnologie kan daarom op veel verschillende gebieden een grote hulp zijn.
