Het is al langer een streven om met systemen die geen energie kosten het binnenklimaat prettig te houden. Zo had ooit zo’n 30 jaar geleden een promovendus aan de TU Delft het idee om het  binnenklimaat te regelen met zout in plafondtegels, waarbij de kristallisatie-energie te ’temperatuurregelaar’ was. Niet zo lang geleden  las ik (=as) iets soortgelijks.
Nu schijnt in Chicago weer iets dergelijks bedacht te zijn, maar dan wel met dure materialen als goud, koper en grafeen. Dat systeem zou schakelbaar zijn (wat bij die eerdere voorbeelden niet zo was), maar heeft wel energie nodig.
Koeling en verwarming van de binnenruimte kost een hoop energie. Met een opwarmende aarde wordt koeling steeds belangrijker (en de verwarming minder,overigens). Het mooie van de voornoemde voorbeelden is dat ze werken met de energiesprong bij een faseovergang (vast/vloeibaar of vloeibaar/gas of bij (de)kristallisering van zouten) en dus geen energie vergen. Het nadeel is dat ze alleen regelbaar zijn door het aantal koel-/warm-elementen dat je daarbij inzet (al zou daar technisch ook wel een mouw aan te passen zijn) en niet door een simpele schakelaar.
Het door onderzoekers rond https://pochunhsu.group/“>Po-Chun Hsu van de universiteit van Chicago ontwikkelde plaatsysteem zou wel regelbaar zijn.
Dit systeem werkt met de verandering van warmteuitstraling door een materiaal door kleurverandering. Het systeem van Hsu en de zijnen vindt zijn basis in de optische eigenschappen van bepaalde stoffen (elektrochromie). Die veranderen onder invloed van stroom of van een elektrisch veld en daarmee verandert ook de doorlaatbaarheid voor lichtstralen. ’s Zomers houden ze warmteafgifte van gebouw
Het vervelende was alleen dat dat gebeurt in het voor de mens zichtbare spectrum en het nabije infrarood, maar niet in het hele infraroodgebied, het gebied van de warmtestraling. Bovendien zijn die stoffen niet bijster milieu- en mensvriendelijk. Kennelijk hebben de onderzoekers daar oplossingen voor gevonden.

Hun oplossing bestaat uit een gelaagd systeem van polyetheen, goudraster, grafeenlaag en een vloeibare elektrolyt (stroomgeleider), koperperchloraat. De grafeenlaag fungeert als elektrode. De tegenelektrode is van koperfolie.
Als er een geringe spanning tussen die elektroden/polen wordt aangelegd dan vormt zich een koperlaag op de grafeenpool. Als de stroomrichting wordt omgekeerd, gaat het metallische koper weer in oplossing. Hierbij moet ik opmerken dat je bij de dit koel-/warmssysteem dus wel degelijk energie gebruikt.
In beide (stroom)situaties geeft het systeem warmte af (laat infrarood door). Als de bovenste grafeenlaag wordt bedekt door vast koper dan is die warmteafgifte geringer en verandert de elektrolyt van kleur (en daarmee van doorlaatbaarheid voor warmtestraling). Zonder die koperlaag op de grafeenpool is de infraroodstraling tot wel tien keer intensiever. Hsu: “We uiteindelijk een energiebesparende manier gevonden een gebouw als een mens te behandelen: je voegt een laag toe als het koud is en neemt er een weg als het warm is.”

Snel te schakelen

Uit proeven zou zijn gebleken dat het systeem snel schakelbaar is en dat dat ook vaak zou kunnen worden herhaald, zonder dat het systeem minder efficiënt wordt. Na 1800 cycli fungeerde het systeem nog zonder problemen. Ook zou zo de temperatuur in een groot temperatuurgebied zo te beheersen zijn.
Volgens Hsu kan het systeem toe met weinig energie, want zodra de koperlaag gevormd is kan de stroom worden uitgezet. Energie is dus alleen nodig bij de omschakeling: van jas uit naar jas aan en omgekeerd.

Voorlopig, je voelde het al aankomen, is het systeem nog niet te koop. Er zullen eerst nog wel wat zaken verbeterd moeten worden. Zo zijn er nog alleen maar ‘warmtestralers’ met een bepaalde dikte berpeofd, doch volgens de onderzoekers zou het systeem opschaalbaar moeten zijn.
De onderzoekers werken nu aan de verbetering van het productieproces en het drukken van de materiaalkosten. Goud, koper en grafeen zijn niet goedkoop en perchloraat is niet echt heel onschuldig. “We werken met onder meer mensen uit de bouw samen om tot een duurzamere toekomst te komen.”

Ik (=as) vraag me bij dit soort toch vrij exotische systemen af hoe praktisch die zijn. Hoeveel goud en koper hebben nodig om dit systeem van enige invloed op het energieverbruik te laten zijn? En dienen we daar werkelijk klimaat, natuur en milieu mee? Kunnen we met zo’n systeem de warmtepompen op de schroothoop gooien? En ik vraag me ook af waar die warmte blijft die je met zo’n plaat opvangt (maar ik ben dan ook maar een leek op alle terrein). Vragen genoeg.

Bron: bdw