I ricercatori del National Renewable Energy Laboratory del Doe hanno provato ad inserire un film di perovskite all'interno di una finestra a doppio vetro ottenendo una soluzione con ottime capacità termocromiche per ridurre i carichi energetici, risparmiare denaro e abbattere la CO2.
Al netto del processo di costruzione, il funzionamento degli edifici è responsabili del 28% delle emissioni globali di CO2
(Rinnovabili.it) – Con le finestre termocromiche in perovskite si migliora l’efficienza degli edifici per uffici oltre ad abbattere le emissioni climalteranti ed a ridurre i costi per gli occupanti.
Ad affermarlo è un studio condotto dal National Renewable Energy Laboratory (NREL) del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti.
La ricerca ha inserito nelle finestre termocromiche una base di perovskite per aumentare l’assorbimento solare ed accelerare il passaggio della superficie trasparente dallo stato di cattura dei raggi solari allo stato riflettente, e viceversa.
I risultati dello studio sono contenuti nel documento “Thermochromic Halide Perovskite Windows with Ideal Transition Temperature”, apparso sulla rivista Advanced Energy Materials.
Lance Wheeler, ricercatore principale del progetto, ha affermato che il passaggio alle finestre termocromiche in perovskite permette di risparmiare una quantità significativa di energia all’anno. Questo vale per tutti i climi, sia freddi che temperati ed deve i suoi vantaggi proprio alla richiesta di meno energia per la climatizzazione. “Se tutti i lavoratori nell’edificio per uffici simulato guidassero un veicolo elettrico per la distanza di un normale tragitto giornaliero americano, l’energia annuale potrebbe essere utilizzata per ricaricare completamente l’auto di ogni lavoratore ogni giorno durante tutto l’anno”.
Come funzionano le finestre termocromiche in perovskite
Il team del National Renewable Energy Laboratory ha utilizzato il software di modellazione Pvwindow, sviluppato dallo stesso Wheeler, per individuare qual è il materiale ottimale da impiegare nella costruzione di una finestra con elevate prestazioni termiche. Il risultato ha suggerito l’aggiunta di un laminato termocromico dotato di un semiconduttore a base di un alogenuro metallico.
L’utilizzo di finestre “attive” nel controllo solare di per sé non è una novità. Questa strategia è in uso fino dagli anni ’80 sotto forma di uno strato di rivestimento in grado di riflettere selettivamente la luce infrarossa lasciando filtrare quella visibile. Il problema però è che le lunghezze d’onda visibili di fatto trasportano una significativa quantità di energia solare, andando a pesare sul bilancio energetico totale dell’edificio.
Aggiungendo la perovskite all’equazione i risultati si sono ribaltati.
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I ricercatori hanno utilizzato come modello una struttura di 12 piani con una superficie vettrata dominante del 95% sull’involucro opaco. Hanno poi simulato i consumi necessari per la climatizzazione per otto differenti zone climatiche Statunitensi coprendo Hawaii, Arizona, California, Colorado, New York, Wisconsin, Minnesota e Alaska.
I risultati hanno evidenziato che, l’utilizzo di finestre a doppio vetro termocromiche in perovskite migliorava l’efficienza in ogni condizione climatica. Vincendo in termini di risparmio anche contro finestre a triplo vetro, ma senza proprietà cromiche.
La temperatura ideale di transizione è compresa tra i 20°C e i 27,5°C. “Se la temperatura di transizione è troppo alta, la finestra potrebbe non risparmiare energia e gli edifici stanno meglio con finestre statiche”, ha affermato Wheeler.“È interessante che questa gamma sia valida in molti climi diversi, dal Minnesota settentrionale alla California meridionale. Questo perché le finestre dinamiche riducono il guadagno di calore solare in estate per risparmiare l’aria condizionata, ma aumentano anche il guadagno solare quando è necessario calore in inverno”.
Per il momento la sperimentazione dei ricercatori si è dimostrata duratura per 200 cicli, testando un film di perovskite inserito tra due strati di vetro.
