Un material més prim que un cabell per crear finestres intel·ligents i estalviar energia

Permetrà tant reduir la temperatura de plaques solars i ordinadors com crear finestres intel·ligents i reduir la factura de l'aire condicionat
Un material més prim que un cabell per crear finestres intel·ligents i estalviar energia

Un material més prim que un cabell per crear finestres intel·ligents i estalviar energia

Permetrà tant reduir la temperatura de plaques solars i ordinadors com crear finestres intel·ligents i reduir la factura de l'aire condicionat
Xavier Duran Actualitzat
TEMA:
Tecnologia
Un material més prim que un cabell per crear finestres intel·ligents i estalviar energia

Tres dels autors de l'article: David Garcia, Clivia Sotomayor i Juliana Jaramillo

Imaginem que el sol toca de ple la nostra finestra i això augmenta fins a límits incòmodes la temperatura de casa. Però hi ha un material deu vegades més prim que un cabell que aconsegueix rebaixar uns quants graus la temperatura de la finestra i, en conseqüència, de l'interior. I això, a més de confort, significa un gran estalvi en aire condicionat.

Aquest material és el que han creat investigadors de l'Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2) i de l'Institut de Ciència de Materials de Madrid (ICMM-CSIC). El seu treball s'ha publicat a la revista Small.

Els sistemes de refrigeració són responsables del 15% del consum global d'energia i del 10% de les emissions de gasos d'efecte hivernacle. Es preveu que aquestes xifres s'hagin triplicat el 2050. Les emissions produïdes contribueixen a l'escalfament global i, per tant, obliguen a consumir més en refrigeració i es generen més emissions. Es tracta d'un cercle viciós.

El nou material és capaç d'eliminar calor i així refredar la superfície en la qual es col·loca sense cap consum d'energia ni emissions de gasos de cap mena. Està format per una matriu d'esferes de sílice de 8 µm de diàmetre -8 milionèsimes de metre-, deu vegades més prim que un cabell humà. Comparat amb grans de sorra, tenen un volum un milió de vegades més petit.
 

Imitar la Terra

El material s'inspira en el mecanisme de regulació de temperatura de la Terra, anomenat refredament radiatiu. El nostre planeta rep radiació ultraviolada del Sol i això fa augmentar la temperatura de la superfície. Però una part d'aquesta energia torna a l'espai com a radiació infraroja. Així la temperatura es regula. I precisament l'efecte hivernacle, provocat per gasos com el diòxid de carboni, fa que bona part d'aquesta radiació infraroja quedi retinguda i la temperatura de la Terra vagi augmentant.

En tot cas, el que ha interessat els investigadors és que els principals responsables de l'expulsió de la radiació són els grans de sorra dels deserts

Una de les principals aplicacions seria refredar les plaques solars, perquè una calor excessiva disminueix el seu rendiment. Els investigadors han demostrat que amb el nou material es pot refredar fins a 14 ºC una oblea de silici sota la llum directa del Sol. Un vidre comú només n'abaixa la temperatura 5 ºC. En una superfície com la d'un panell solar, té una potència de refredament radiatiu de fins a 350 W/m2.
 

Alimentar París tot un any

Això significaria eliminar la meitat de la calor acumulada en un panell solar típic en un dia clar. I amb això l'eficiència relativa d'una cel·la solar s'incrementaria en un 8%. Considerant la producció global d'energia solar del 2017, aquest augment d'eficiència seria suficient per alimentar amb energia París durant un any sencer.

Una sola capa de microesferes seria suficient per aconseguir el rendiment òptim. I això augmenta la facilitat d'aplicació. És sis vegades més prim que els materials de refredament radiatiu actuals i evita l'ús de plàstics. Altres aplicacions podrien ser la refrigeració de mòduls termoelèctrics -que converteixen diferències de temperatura en corrents elèctrics- o de sistemes informàtics de centres de processament de dades -l'augment de temperatura és un dels grans problemes que presenten i obliga a una despesa important en refrigeració. O bé finestres intel·ligents que es refrescarien a si mateixes i al seu entorn, com la que descrivíem al principi del text.

Juliana Jaramillo, primera autora de l'article, juntament amb Achille Francone i Nikolaos Kehagias, tots tres membres del Grup de Nanoestructures Fonòniques i Fotòniques de l'ICN2 -que dirigeix Clivia Sotomayor-, han desenvolupat un altre material que és fàcilment escalable i és capaç de proporcionar tant refredament radiatiu com autoneteja. Va ser distingit amb el Collider Tech Award 2019, que atorga The Collider, un programa de transferència tecnològica promogut pel Mobile World Capital Barcelona per connectar la recerca científica amb la iniciativa emprenedora.

ARXIVAT A:
Tecnologia Medi ambient Energia