美国加利福尼亚州红杉市的UbiquitousEnergy公司的员工聚集在完全由玻璃窗组成的会议室里,2020广州国际玻璃工业技术展览会他们面前的新型玻璃窗不仅能呈现加利福尼亚州北部壮观的山景和美丽的天空,还能兼作光伏电池,为公司的照明、电脑和空调等供能。
经过多年的研发,该公司实现了一项技术突破——发电玻璃,其中的奥秘在于玻璃薄板之间加入的多种有机聚合物层,其中一些聚合物层能完全透光,而另外一些能吸收不可见的红外线和紫外线。光线透过玻璃时,聚合物层之间的电子形成电流,被玻璃中的细导线收集。
公司业务拓展总监VeeralHardev说:“这有点像反向运行的透明电脑显示器。”换句话说,显示器用电点亮屏幕的各个像素点,而这种发电玻璃在光线透过玻璃时,能在不同位置产生电流。
2020广州国际玻璃工业技术展览会目前,在给定的光照水平下,这种玻璃的发电能力大约是常规屋顶光伏的三分之一,其透光率大约是普通玻璃的一半。
窗户的革命早该出现了。随着世界各大城市重拾对摩天大楼的热爱,熠熠生辉的高楼已演化成各地的固定景点,但高楼上的玻璃却几乎没有技术上的进步。
对建筑的温度控制是一项巨大挑战,美国能源专项中18%的资金用于给建筑供热和制冷。据美国劳伦斯伯克利国家实验室估计,在寒冷的季节里,从窗户流失的暖气折合价值约为200亿美元;而在夏季,从装有空调的建筑的窗户流失的冷气折合的价值数额更大。总之,用于建筑供热制冷的资金,有一半以上的费用因通过窗户流失而浪费了。
总部位于密西根的MackinacTechnology公司正在开发一种可放置于普通玻璃表面的涂层塑料薄板,在不影响视野清晰度的同时,还能改善玻璃的绝热和热反射性能。其中,塑料板将空气困在中间,提高玻璃的绝热性能。而涂层能让可见光透过,但会反射红外线(携带着大部分热能)。该公司的CEOJohnSlagter表示,隐形的涂层能减少塑料表面反射的光线,反而增加了窗户的透光量和室内清晰度。
将涂层塑料薄板直接安装在现有窗户框架上,就可将单层玻璃或双层玻璃的绝热性能提高两倍,同时它非常轻,不会明显增加窗户重量。Slagter表示,这种新材料已成功通过了美国加尔文大学在窗户上的测试。得益于美国政府机构的部分资助,在2022年正式投入使用前,这种塑料薄板将在更大的试点项目中进行推广测试。
为缓解阳光的刺眼感,McGehee团队长期致力于改进“电致变色”窗户(通过外加电场,使材料发生稳定、可逆的颜色变化),通过开关控制窗户的明暗度,滤除严重的眩光,将室内的进光量调节至使人舒适的状态。基于此,这个团队设计的窗户包括一个含有铂的铟锡氧化物层和一个氧化镍层,并在两层之间填充了一种锂溶液。对两层结构施加低电压时,它们充当电极产生电场,溶液中的锂离子会迁移并黏附到氧化镍层2020广州国际玻璃工业技术展览会。
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