Dispositivo térmico de energia zero aquece ou esfria automaticamente

Um novo dispositivo de gerenciamento de calor térmico ajusta sua forma para aumentar ou diminuir a temperatura, sem usar nenhuma energia externa. De acordo com seus desenvolvedores, essa tecnologia pode funcionar em conjunto com o aquecimento e resfriamento tradicionais para reduzir os picos de temperatura do edifício (e despesas).

Os dois métodos mais comuns de controle térmico (aquecimento e resfriamento) são responsáveis mais da metade do consumo mundial de energia. As duas crises em curso (clima e geopolítica) estão forçando os pesquisadores em um ritmo frenético a identificar tecnologias de alto desempenho que podem regular as temperaturas sem consumir muita eletricidade, se houver.

As oficinas se concentram no sol e nos espaços ao ar livre: entre as soluções mais promissoras, as janelas inteligentes que absorvem ou refletem o calor infravermelho do sol, dependendo se é um dia de verão ou inverno. Os sistemas de resfriamento radiativo passivo também são uma opção interessante, que evita o uso de energia transmitindo calor diretamente para o espaço sideral em comprimentos de onda que passam pela atmosfera terrestre.

Energia zero para aquecimento e refrigeração

Rujun Ma e colegas do Universidade de Nankai de Tianjin, China, teve como objetivo desenvolver um dispositivo térmico capaz de alternar entre os modos de aquecimento e resfriamento automaticamente, com base na mudança de temperatura. Faz sentido: se o objetivo do gerenciamento térmico é o controle de temperatura, a criação de um sistema sensível à temperatura é ideal. Também porque no passado foram desenvolvidos janelas que mudam de cor ou moduladores infravermelhos que respondem a mudanças de temperatura: aquecem ou resfriam. Nunca ambos.

A característica distintiva do dispositivo de Ma é o uso de uma ampla gama de comprimentos de onda, desde a banda visível até o infravermelho. Isso permite cobrir toda a gama de gerenciamento térmico: aquecimento solar e resfriamento radiativo.

Mais uma vez a biomimética

Não me canso de dizer: as melhores soluções científicas nascem todas da observação da natureza, e este aparelho térmico não é exceção. Nesse caso, a equipe de pesquisa fez uma combinação: observaram tanto a pelagem do coelho do Himalaia (branca no calor, escura no frio) quanto a abertura e dobra das folhas de uma planta, a Mimosa pudica.

O dispositivo térmico consiste em duas camadas primárias. O superior consiste em uma folha de atuador sensível à temperatura que expele a radiação infravermelha. A folha é feita com polímeros projetados para responder de forma desigual às mudanças de temperatura, de modo que se enrola quando fria e se expande quando quente. A parte inferior, por sua vez, é composta por um substrato termocrômico que muda de cor de acordo com a temperatura e também absorve a luz visível.

Um "transformador de forma" térmico

Quando a temperatura ambiente está baixa, no modo de aquecimento, a folha do atuador se enrola e o substrato termocrômico fica cinza, absorvendo luz e aquecendo. Por outro lado, no modo de resfriamento, o ativador se estende para cobrir o substrato e refletir a luz solar, enquanto emite radiação infravermelha para se resfriar. A temperatura de ativação para alternar entre os modos pode ser alterada alterando os polímeros nos atuadores e os pós termocrômicos usados ​​no substrato.

Traduzido: Este dispositivo economiza energia em comparação com todos os outros dispositivos de gerenciamento térmico sensíveis à temperatura desenvolvidos até agora. "Isso melhorará significativamente a eficiência da energia térmica", diz Ma, "e ainda tem muito espaço para melhorias".

Bom. Enquanto isso, ventilador e suéter (conforme necessário).