Inovasi Jendela Pintar yang Dapat Menyimpan Energi Panas

Berita Baru, Amerika Serikat – Inovasi Jendela prototipe baru dapat menyerap panas di musim dingin dan memantulkannya di musim panas, sebagai alternatif hemat energi untuk pemanas sentral dan AC.

Dilansir dari Dailymail.co.uk, Para peneliti di University of Pittsburgh telah menciptakan ‘teknologi kaca pintar’ yang ultra-tipis dan berfungsi untuk melapisi jendela yang sudah ada di rumah.

Kaca tersebut terbuat dari senyawa kimia dan dapat mengubah susunan atomnya untuk memantulkan atau menyerap cahaya dari matahari tergantung pada musim.

Energi panas dari sinar inframerah matahari diserap dan dipancarkan kembali sebagai panas ke dalam ruangan selama musim dingin, atau dipantulkan untuk mendinginkan ruangan di musim panas.

Jika dipasarkan, teknologi ‘jendela pintar’ dapat mengurangi penggunaan energi rata-rata rumah hingga sepertiga, menurut para ahli.

Mereka menyebutnya ‘efisien’, serta ‘menyenangkan secara estetika’ dan penting untuk keberhasilan adopsi teknologi hijau dalam menghadapi tantangan perubahan iklim.

“Inovasi utama adalah bahwa jendela ini dapat berubah sesuai dengan kebutuhan musiman,” kata penulis studi Nathan Youngblood, asisten profesor teknik listrik dan komputer di University of Pittsburgh.

“Mereka menyerap cahaya inframerah dekat dari matahari di musim dingin dan mengubahnya menjadi panas untuk bagian dalam gedung.”

“Pada bulan-bulan musim panas, matahari dapat dipantulkan alih-alih diserap.”

Film ini terdiri dari tumpukan bahan setebal kurang dari 300 nanometer, dengan lapisan aktif yang sangat tipis yang terbuat dari bahan ‘perubahan fase’ yang dapat menyerap panjang gelombang cahaya matahari yang tidak terlihat dan memancarkannya sebagai panas.

Bahan yang sama itu bisa ‘dialihkan’ sehingga mengubah panjang gelombang cahaya itu menjauh.

“Yang penting, cahaya tampak ditransmisikan hampir identik di kedua negara bagian, jadi Anda tidak akan melihat perubahan di jendela,” kata Youngblood.

“Pertimbangan estetika itu sangat penting untuk adopsi teknologi hijau.”

Kaca bekerja dengan beralih dari susunan atom ‘amorf’ ke ‘susunan kristal’, pada penerapan panas.

Dalam susunan amorf, atom-atom tersusun sangat tidak beraturan, tetapi peralihan ke susunan kristalin atom-atomnya membuat atom-atom tersusun lebih rapat, yang memungkinkan mereka memantulkan panas.

Saklar dipicu dalam sepersekian detik oleh ‘pemanas transparan’ yang merupakan bagian dari kaca berlapis-lapis.

Saat dingin, sinar inframerah dari sinar matahari dipanen dan diubah menjadi panas bangunan untuk memangkas biaya pemanasan.

Jika hangat, kaca baru dapat beralih status untuk memantulkan panas dan mengurangi kebutuhan akan pendingin AC.

Tetapi bahan tersebut bahkan dapat disesuaikan sehingga, misalnya, 30 persen bahan tersebut membuang panas sementara 70 persen menyerap dan memancarkannya, memungkinkan kontrol suhu yang lebih tepat, seperti selama musim semi dan musim gugur.

Para peneliti memperkirakan bahwa menggunakan jendela ini termasuk energi yang dibutuhkan untuk mengontrol film – akan menghemat 20 hingga 34 persen dalam penggunaan energi setiap tahun dibandingkan dengan jendela berpanel ganda yang biasanya ditemukan di rumah.

Biasanya, sifat termal dan optik jendela saat ini ‘diatur’ ke dalam lapisan kaca sebagai bagian dari proses pembuatan.

Kaca dengan properti reflektifitas yang lebih tinggi atau lapisan kontrol surya memungkinkan cahaya alami yang lebih sedikit dan sebaliknya.

Untuk membuat dan menguji prototipe mereka, para peneliti bekerja dengan perusahaan spin-out Universitas Oxford Bodle Technologies, yang berbasis di dekat Kidlington.

Bodle Technologies mengkhususkan diri dalam film reflektif ultra-tipis yang dapat berfungsi sebagai tampilan dengan mengontrol warna dan cahaya.

“Pekerjaan ini menunjukkan aplikasi optoelektronik lain yang menarik dari bahan perubahan fase dengan potensi untuk secara signifikan meningkatkan kehidupan kita sehari-hari,” kata Peiman Hosseini, CEO Bodle Technologies.

“Saya percaya teknologi ini harus menjadi bagian dari pendekatan kebijakan holistik masa depan yang menangani perubahan iklim.”

Karya tersebut telah diterbitkan dalam jurnal ACS Photonics.