Новый композит заметно снижает затраты на строительство

Фото из открытых источников

Исследователями из Южной Кореи представлен композитный материал, который способен уменьшить годовое энергопотребление на охлаждение зданий на 54%, а общую потребность в охлаждении - на 24%. Материал EMBC16 работает как тепловая батарея, поглощая избыток тепла днем и отдавая его, когда температура падает. Что позволяет смягчать суточные колебания температуры внутри зданий.

В основу материала, разработанного учеными из Университета Ёнсе, положена технология материалов с фазовым переходом: накапливающих энергию при плавлении и выделяющих ее при затвердевании. Но взамен дорогих компонентов на базе ископаемого топлива, типа графена, командой создан «биоминеральный» каркас. Они соединили биоуголь, что получен из отходов древесины ели, с минеральной глиной монтмориллонитом, которую подвергли обработке поверхностно-активным веществом для роста площади поверхности. Данный пористый каркас далее был пропитан парафином (гексадеканом), а именно он и является активным теплоаккумулирующим компонентом.

Производительность материала намного выше, чем у существующих аналогов на базе глины, сообщает IE. Его удельная теплоемкость - 121,3 джоуля на грамм, что на 223% больше в сравнении с простыми глиняными композитами, при этом теплопроводность выше на 78%. В ходе стресс-тестов материал выдержал 1000 циклов нагрева и охлаждения, при сохранении почти 96% исходной емкости, что говорит о его долговременной стабильности.

Чтобы оценить реальное воздействие материала, командой была использована программа моделирования энергопотребления зданий. Тесты продемонстрировали, что при применении в роли внутренней отделки исторического здания в Сеуле стены из EMBC16 заметно лучше справлялись с тепловыми колебаниями в сравнении с традиционными конструкциями. Композит способен уменьшить годовое энергопотребление на охлаждение зданий на 54% и общую потребность в охлаждении - на 24,3%.

Авторы новации поясняют: пористая архитектура и специально подобранная поверхностная химия материала помогли добиться сбалансированности накопления тепла и его потока, что критично важно для сглаживания суточных колебаний температур.