窓をよりスマートにし、日照または気溫の変化により色と透光率を調(diào)節(jié)することで、エアコンの電気代を節(jié)約することは可能だろうか。

中國科學(xué)院上海珪酸塩研究所の曹遜研究員のチームが肯定的な答えを出した。チームは華中科技大學(xué)の楊栄貴教授らと共同で、全波長帯域（可視光、近赤外、中遠赤外）における光熱交換の最適化の視點から、新型エレクトロクロミック構(gòu)造を開発した。これは窓の熱管理に用いられれば、可視光?近赤外光の太陽放射及び中赤外光の放射冷卻を最大限に利用することができる。

屋外省エネ性能のテスト結(jié)果

スマート省エネガラスは環(huán)境の溫度や太陽放射の動的な変化に基づき、自身のエネルギー交換能力の動的反応を?qū)g現(xiàn)する必要がある。材料は広い波長帯域內(nèi)で複數(shù)種類の光學(xué)狀態(tài)をスマートに切り替えられなければならない。研究チームが上海市と海南省三亜市で行った屋外実験によると、この新型エレクトロクロミック構(gòu)造の窓は典型的な晴れの日に、従來の商用Low-E窓と比べれば、一日中の連続冷卻が可能で、最大で溫度を14℃下げることができる。

研究チームが打ち出した新型エレクトロクロミック部品は、二酸化バナジウムと酸化タングステンの薄膜の相転移により3つの形態(tài)の変化を?qū)g現(xiàn)する。この構(gòu)造において、外から異なる電圧をかけることで、リチウムの陽イオンがそれぞれ単斜晶系の二酸化バナジウムと酸化タングステンの層に拡散するとともに、2回の相転移を行う。同エレクトロクロミック構(gòu)造の3種の光學(xué)狀態(tài)は4時間以上維持できる。

研究チームはさらに、異なる溫度?気候の中で、スマート省エネ窓の內(nèi)側(cè)と外側(cè)の放射率の要求が異なる場合が多いことを発見した。建築物の年間の熱管理において、夏季の屋外環(huán)境と窓表面の溫度は室內(nèi)を上回る。冷房のエネルギー消費を抑えるためには、熱の進入を減らすとともに、屋外から窓を通して室內(nèi)に入る放射熱を減らす必要がある。冬は熱の損失を防ぐため室內(nèi)から窓への放射熱を減らし、同じく窓の內(nèi)側(cè)に低放射率を設(shè)定する必要がある。研究チームはさらにエレクトロクロミック構(gòu)造の外側(cè)と內(nèi)側(cè)のエレクトロクロミック電極の放射率を最適化することで、屋外と室內(nèi)の環(huán)境間の放射熱の交換を最小化した。

これに関連する成果は14日、國際的學(xué)術(shù)誌「ネイチャー?サステナビリテ?！工衰螗楗ぅ髵鬏dされた。論文の共同筆頭著者は上海珪酸塩研究所の邵沢偉博士課程卒業(yè)生、黃愛彬副研究員、曹翠翠博士課程在學(xué)生。（編集YF）

「人民網(wǎng)日本語版」2024年5月17日