Inteligentne urządzenie energetyczne 3D firmy DGIST, zdolne zarówno do ogrzewania, jak i chłodzenia, stanowi energooszczędne rozwiązanie dla budynków i elektroniki.
Zespół badawczy z Wydziału Robotyki i Inżynierii Mechatroniki DGIST, kierowany przez profesora Bonghoon Kima, opracował „inteligentne urządzenie energetyczne 3D” z dwufunkcyjną funkcją odwracalnego ogrzewania i chłodzenia.
Zespół współpracował z profesorem Bongjae Lee z KAISTWydział Inżynierii Mechanicznej i profesor Heon Lee z Wydziału Nauki i Inżynierii Materiałowej Uniwersytetu Koreańskiego. Ich innowacyjne urządzenie zostało oficjalnie docenione za swoją doskonałość i praktyczność poprzez wybór go na artykuł na okładce międzynarodowego czasopisma Zaawansowane materiały.
Ogrzewanie i chłodzenie odpowiadają za około 50% światowego zużycia energii, znacząco przyczyniając się do problemów środowiskowych, takich jak globalne ocieplenie i zanieczyszczenie powietrza. W odpowiedzi na to urządzenia absorpcyjne i radiacyjne, wykorzystujące słońce i powietrze zewnętrzne jako źródła ciepła i zimna, zyskują na popularności jako rozwiązania przyjazne dla środowiska i zrównoważone. Chociaż opracowano różne urządzenia, wiele z nich ma ograniczone funkcje i koncentruje się wyłącznie na ogrzewaniu lub chłodzeniu, a wielkoskalowym systemom brakuje możliwości regulacji.
Opracowanie rozwiązania dwufunkcyjnego
Aby przezwyciężyć te ograniczenia, zespół prof. Kima stworzył „inteligentne urządzenie energetyczne 3D”, które integruje funkcje odwracalnego ogrzewania i chłodzenia w jednym urządzeniu. Urządzenie działa w oparciu o unikalny mechanizm: kiedy struktura 3D otwiera się w procesie mechanicznego peelingu, dolna warstwa – wykonana z elastomeru silikonowego i srebra – jest poddawana działaniu chłodzenia radiacyjnego. Kiedy konstrukcja się zamyka, powierzchnia pokryta czarną farbą pochłania ciepło słoneczne, wytwarzając w ten sposób ciepło.
Zespół przetestował urządzenie na wielu podłożach, w tym na skórze, szkle, stali, aluminium, miedzi i poliimidzie, i wykazał, że dostosowanie kąta struktury 3D umożliwia kontrolę nad jej wydajnością ogrzewania i chłodzenia. Ta zdolność do modulowania właściwości termicznych oferuje wydajne i obiecujące rozwiązanie umożliwiające zmniejszenie zużycia energii w budynkach z kontrolowaną temperaturą i urządzeniach elektronicznych, zarówno w skali makro, jak i mikro.
„Jesteśmy zaszczyceni, że nasze badania zostały wybrane na artykuł na okładce tak prestiżowego czasopisma” – powiedział profesor Bonghoon Kim. „Chcemy mieć pewność, że ustalenia te zostaną zastosowane w środowisku przemysłowym i budowlanym, aby pomóc w zmniejszeniu zużycia energii”.
Odniesienie: „Odwracalne urządzenia do ogrzewania słonecznego i chłodzenia radiacyjnego poprzez mechanicznie sterowany montaż makro/mikrostruktur 3D” autorstwa Su Eon Lee, Junyong Seo, Simon Kim, Jun Hyun Park, Ho Jun Jin, Janghun Ko, Jang Hwan Kim, Heemin Kang, Jin –Tae Kim, Heon Lee, Bong Jae Lee i Bong Hoon Kim, 28 czerwca 2024 r., Zaawansowane materiały.
DOI: 10.1002/adma.202400930
Badania te były wspierane przez „Global Bioconvergence Interfacing Leading Research Center (ERC)” oraz „Projekt rozwoju technologii nano i materiałów” Koreańskiej Narodowej Fundacji Badawczej.
