Các nhà khoa học tại Đại học Công nghệ Nanyang, Singapore đã thiết kế thành công cửa sổ thông minh tiết kiệm năng lượng, có thể hấp thụ nhiệt mặt trời vào ban ngày, giải phóng vào ban đêm.
Chất lỏng bên trong cửa sổ thông minh bắt đầu chuyển sang màu đục khi được mặt trời làm ấm lên. (Ảnh: Đại học Công nghệ Nanyang).
Theo nghiên cứu được mô tả trong một bài báo được xuất bản gần đây trên tạp chí Joule, thay vì để khoảng trống không khí giữa hai tấm kính, “cửa sổ thông minh” được đổ đầy dung dịch bao gồm hydrogel, nước và hợp chất ổn định.
Vào ban ngày, khi ánh sáng mặt trời đi qua cửa sổ, chất lỏng sẽ hấp thụ và lưu trữ nhiệt năng của ánh sáng, giúp phòng không bị nóng lên, giảm nhu cầu chạy máy lạnh.
Ngoài ra, khi chất lỏng nóng lên, hydrogel bên trong tấm kính chuyển từ trạng thái trong suốt sang trạng thái mờ đục, giúp giảm lượng ánh sáng chói chang từ bên ngoài, giữ cho căn phòng luôn mát mẻ.
Khi mặt trời lặn vào ban đêm, gel sẽ đông và trong suốt trở lại, giải phóng năng lượng nhiệt tích trữ. Một phần năng lượng đi qua kính và vào phòng, giúp giảm nhu cầu sử dụng hệ thống sưởi của tòa nhà.
Ảnh trước và sau của một cửa sổ thông minh, nửa dưới của cửa sổ được tích hợp công nghệ mới. (Ảnh: Đại học Công nghệ Nanyang).
Thêm nữa, thử nghiệm cho thấy cửa sổ thông minh hấp thụ tiếng ồn bên ngoài hiệu quả hơn 15% so với cửa sổ lắp kính hai lớp truyền thống.
Dựa trên các mô phỏng và thử nghiệm thực tế, người ta đã xác định được việc sử dụng cửa sổ có thể làm giảm mức tiêu thụ năng lượng trong các tòa nhà văn phòng tới 45%. Đại học Công nghệ Nanyang hiện đang tìm kiếm các đối tác trong ngành để thương mại hóa công nghệ.
Các nhà khoa học tại Đại học Loughborough của Anh cũng đang nghiên cứu một hệ thống tương tự nhưng sử dụng nước thường. Sau khi nước được mặt trời làm nóng lên, nó sẽ được bơm ra ngoài cửa sổ và được chứa trong một bể chứa. Vào ban đêm, nước ấm được bơm ra khỏi bể và đi vào các đường ống trong tường, sưởi ấm bên trong tòa nhà.