นักวิทย์จีน เผยหน้าต่างอัจฉริยะ ผลิตและประหยัดพลังงาน

เซาท์ ไชน่า มอร์นิ่ง โพสต์--กลุ่มนักวิทยาศาสตร์จีนเผยนวัตกรรมใหม่ หน้าต่างอัจฉริยะ สามารถช่วยทั้งประหยัดพลังงานและผลิตพลังงาน ซึ่งอาจช่วยลดค่าใช้จ่ายการใช้เครื่องปรับอากาศและเครื่องทำความร้อนแก่ตึกอาคารต่างๆ

ขณะเดียวกัน หน้าต่างอัจฉริยะนี้ ยังช่วยให้ผู้อยู่ในตึกอาคารรู้สึกใกล้ชิดกับโลกภายนอกด้วย โดยหน้าต่างจะปรับบทบาทไปตามสภาพอากาศภายนอก คือ ในช่วยฤดูหนาว จะป้องกันความร้อนออกจากตัวอาคาร ส่วนช่วงฤดูร้อนจะรับรังสีจากแสงอาทิตย์เข้ามา

หน้าต่างอัจฉริยะในปัจจุบันมีข้อจำกัดในการปรับหรือควบคุมแสงและความร้อนจากดวงอาทิตย์ ปล่อยให้พลังงานแฝงปริมาณมากออกจากตัวอาคาร เกา เยี่ยเฟิง แห่งสถาบันการศึกษาด้านวิทยาศาสตร์ (Chinese Academy of Sciences) ผู้เขียนร่วมรายงานการศึกษานวัตกรรมหน้าต่างอัจฉริยะ กล่าว

“นวัตกรรมหลักของงานชิ้นนี้คือ การพัฒนาอุปกรณ์หน้าต่าง เพื่อการประหยัดพลังงาน” นาย เกา กล่าว

กลุ่มวิศกรได้พยายามนำแผงโซลาร์เซลล์สเพื่อผลิตพลังงาน เคลือบหน้าต่างมาเป็นเวลานานโดยที่ไม่ส่งผลต่อความโปร่งใส และในที่สุด ทีมการศึกษาของเกา ก็ค้นพบ วานาเดียม ออกไซด์ (VO2) ที่สามารถใช้เป็นวัสดุเคลือบที่มีความโปร่งใส เพื่อควบคุมรังสีอินฟาเรดจากดวงอาทิตย์

วัสดุ VO2 นี้ จะปรับเปลี่ยนไปตามอุณหภูมิ เมื่อุณหภูมิต่ำถึงระดับหนึ่ง มันจะเป็นฉนวนและปล่อยให้แสงอินฟาเรดเข้ามา และเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนไปอีกระดับ มันก็จะเป็นตัวสะท้อน

หน้าต่าง VO2 นี้ สามารถใช้ควบคุมพลังงานจากแสงอาทิตย์ เข้ามายังตัวอาคาร แต่ก็จะกระจายแสงไปที่แผงโซลาร์เซลล์ส ที่ทีมงานได้ติดตั้งไว้รอบๆแผ่นกระจก เพื่อผลิตพลังงานสำหรับจุดหลอดไฟ เป็นต้น

“หน้าต่างอัจฉริยะนี้ ได้ประสานรวมการผลิตและประหยัดพลังงานไว้ในอุปกรณ์ชิ้นเดียว ทั้งยังได้ควบคุมและใช้รังสีจากดวงอาทิตย์อย่างมีประสิทธิภาพ” ผู้เขียนรายงานวิจัยศึกาษ ระบุไว้ใน Nature Scientific Reports