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Jun 16, 2023

カラフルな新しいペイントで冷暖房エネルギーの使用量を削減

新しい塗料は、家やその他の建物を夏は涼しく、冬は暖かく保つことができます。 住宅の冷暖房のためのエネルギー消費量は、近年劇的に増加しています。

新しい塗料は、家やその他の建物を夏は涼しく、冬は暖かく保つことができます。

住宅空間の冷暖房のためのエネルギー消費量は、近年劇的に増加しています。 暖房と冷房は毎年世界のエネルギー使用量の約 13% を消費し、温室効果ガス排出量の約 11% を占めます。 これらの課題に対処するため、冷暖房の省エネを促進する先端材料の開発への注目が高まっています。

スタンフォード大学の研究者らは、家やその他の建物を夏は涼しく、冬は暖かく保つことができる新しい種類の塗料を発明した。 新たに投資された塗料は幅広い色で生産され、エネルギー使用量、コスト、温室効果ガス排出量を大幅に削減できます。

新しいペイントは 2 つのレイヤーを別々に適用します。 下層にはアルミニウムフレークが含まれており、高中赤外線を最大約80％反射し、熱の透過を防ぎます。 また、極薄の赤外線透過性の上層は、幅広い色の無機ナノ粒子で構成されています。

そのアイデアは、この塗料を外壁や屋根に塗布して暑い季節には熱を遮断し、内壁に塗布して寒い季節には室内の熱を保つことができるというものです。 また、カラー層は近赤外線の一部を反射し、空調の効果を高めます。

研究者らは、新しく発明した塗料を白、青、赤、黄、緑、オレンジ、紫、濃い灰色でテストしました。 彼らは、新しい塗料が同じ色の従来の塗料よりも中赤外光の反射率が10倍優れていることを発見しました。

新しい塗料は、人工の低温環境を使用した実験で加熱に使用されるエネルギーを約 36% 削減し、人工の暖かい環境では冷却に使用されるエネルギーを約 21% 削減しました。

次に研究チームは、全米のさまざまな気候帯にある典型的な中層アパートの建物で、外壁と屋根に新しい塗料を使用する実験を実施した。 彼らは、暖房、換気、空調の総エネルギー使用量が 1 年間で 7.4% 減少したことを発見しました。

さらに、研究者らはさまざまな状況で塗料の耐久性をテストしました。 これらは撥水性があり、高温 (華氏 176 度または摂氏 80 度)、低温 (華氏 -320.5 度または摂氏 -196 度) に 1 週​​間連続してさらした後でも、その性能と美観が損なわれることはありませんでした。高酸性環境と低酸性環境。

研究者らは、この新しい塗料は、冷却コストが輸送予算の最大半分を占める可能性がある冷蔵輸送に使用されるトラックや鉄道車両にも適用できると述べている。

「私たちのチームは、実用化に向けて塗料の配合を改良する作業を続けています」とこの研究のもう一人の共同主著者であるJian-Cheng Lai氏はプレスリリースで述べた。 「たとえば、水ベースの溶液は、私たちが使用した有機溶媒よりも環境に優しいでしょう。 そうすれば塗料の商業化が促進されるかもしれない。」

参考雑誌: