震驚！「窗戶」竟然可以收集太陽能了

Lothar Wondraczek研究小組的博士生Benjamin Heiz介紹了一種用於控制明暗度和太陽能熱能收集的新型智能窗的原型。

圖片來源：Jan-Peter Kasper/FSU Jena

氣候保護和減少二氧化碳排放量一直是全球發展議程的重中之重。因此，在國家和國際層面進行了研究和開發項目，旨在利用不同工藝改善二氧化碳蹤跡。除了能源密集型行業外，建築行業是二氧化碳排放量最大的行業之一：從住宅、生產設施、倉庫，到大型商業建築，歐盟約40％的能源消耗是由於建築物的採暖、製冷、空調和照明。

考慮到新一代智能窗戶和立面設備，這個問題的一個方面在2015年以來由德國耶那大學(Friedrich Schiller University)協調的大面積流體窗（LaWin）研究項目中得到了解決。一種新型的智能窗戶在即將出版的《先進可持續系統》一文中被提到。Jena材料研究人員在他們的論文「基於磁流體液體遠程切換的可調節遮陽和太陽能熱採的大面積智能窗」中，介紹了一個窗口的原型，只需按一下按鈕就可以改變其透光性，同時還可以用於太陽能和熱能的採集。

窗戶和立面設備中的液體

項目協調人Lothar Wondraczek解釋說：「我們的項目的主要特點是，在窗戶和外牆中使用液體，作為如熱載體等，來實現附加功能。為此，我們開發了新的玻璃材料，並將大面積的通道結構整合在一起，用於循環功能液體。」

在最新的樣品中，液體中含有納米磁性鐵顆粒。這些顆粒可以藉助磁鐵從液體中提取出來，反之亦然，僅僅需要撤去磁鐵這些顆粒又能夠繼續在液體中。Wondraczek說：「根據液體中鐵粒子的數量，液體本身會呈現不同的灰色，甚至完全變黑。然後自動調整光的頻率，或收集太陽能熱量，然後光再照進建築物內。」單位面積的熱量利用效率可與最先進的太陽能設施相媲美。但與這些不同的是，現在的這種系統可以很容易地集成在垂直的立面上，打開和關閉（釋放或捕獲粒子）之間的切換髮生在單獨的水箱中。而不必在窗戶上進行電氣連接。

室內空調，明暗度可調和太陽能收集

耶拿大學玻璃化學的主席Wondraczek強調：「大型射流窗最大的優點是，它們可以替代空調系統、日光調節系統以及如溫水處理等系統。」開發具有成本效益的大尺寸窗戶玻璃模塊是關鍵。一方面，玻璃元件需要包括通道，另一方面，它們在建築物的整個壽命期間要保持其性能。最後，他們必須提供在雙層或三層玻璃框架中與標準窗戶製造技術相結合的能力。目前的原型製造規模在200平方米左右，研究協會表明，這些要求是可以實現的。

在2015-2017年期間，該項目在「地平線2020工業領導力計劃」的框架內獲得了歐盟590萬歐元的資助。另外有11個行業合作夥伴已經引進了220萬歐元。首個資助期結束後，該計劃今年將首次申請商業化。

原文來自ScienceDaily，原文題目為Magnetic liquids improve energy efficiency of buildings，由材料科技在線團隊匯總整理。

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