Tutkijat ovat valmistaneet Ruotsissa läpinäkyvän lämpöakun puusta, sitruunasta ja kookoksesta. Tämä uusi akku pystyy varastoimaan sekä lämpöä että kylmää, ja sillä on siksi potentiaalia energiaa säästävänä rakennusmateriaalina.
Kestävien, energiaa säästävien rakennusmateriaalien kehittäminen on tärkeää lämmitykseen käytetyn energian kulutuksen vähentämiseksi. Kuninkaallisessa teknillisessä korkeakoulussa (KTH) tutkijat ovat valmistaneet läpinäkyvän lämpöakun, joka koostuu kolmesta luonnollisesta ainesosasta: puusta, sitruunasta ja kookoksesta – ja joka pystyy varastoimaan sekä lämpöä että kylmää. Sadan kilon painoinen akku säästää noin 2,5 kWh päivässä lämmityksessä tai viilennyksessä, jos sitä käytettäisiin talonrakentamisessa.
– Puu tarjoaa lujuutta, sitruunapohjainen polymeeri mahdollistaa läpinäkyvyyden, ja kookospohjainen komponentti varastoi lämpöenergiaa, sanoo Céline Montanari, tutkija KTH:n kuitu- ja polymeeriteknologian laitokselta.
Älykäs ominaisuuksien yhdistelmä
Täysin ympäristöystävällisten materiaalien suunnittelu lämmön varastointiin on haaste. Uusiutuvat resurssit ovat yleensä riittämättömiä ja niiden energian varastointi- ja mekaaniset ominaisuudet ovat heikkoja. Mutta KTH:n akku yhdistää hyvät lämmönvarastointiominaisuudet, säädettävän optisen läpäisykyvyn ja mekaanisen suorituskyvyn. Teknologiaa voidaan esimerkiksi käyttää päivän aikana kerätyn lämmön hyödyntämiseen ja rakennusten lämmittämiseen yöllä.
Tieteellinen aikakauslehti Small kirjoittaa uudesta akusta näin: "biopohjainen läpinäkyvä puukomposiitti tarjoaa suuren potentiaalin skaalattavana ja kestävänä ratkaisuna läpinäkyvään lämmönvarastointiin".
Materiaali, josta akku koostuu, on luotu poistamalla ligniini puusta, mikä saa puumateriaalin muistuttamaan paperia. Tämän jälkeen lisätään rakennusosa, joka koostuu sitruunasta ja kookospähkinämolekyylistä. Kookosmolekyyli sulaa ja imee lämpöä 24 asteessa niin, että lämpö varastoidaan myöhempää käyttöä varten. Kun lämpötila laskee alle 24 asteen, molekyyli alkaa kiteytyä ja vapauttaa aikaisemmin varastoimansa lämmön ympäristöön.
Käyttökohteena älyikkunat ja kasvihuoneet
Tutkijat ovat pohtineet mahdollisia käyttökohteita. Yksi voisi olla tulevaisuuden rakennusmateriaali sekä läpinäkyvyyden että energiansäästön kannalta. Läpinäkyvät puukomposiitit kontrolloidulla nanorakenteella tarjoavat monia mahdollisuuksia hyödyntää optista läpäisykykyä uusissa teknisissä sovelluksissa, kuten älyikkunoissa ja kasvihuoneissa.
– Ajatellaanpa vaikka läpinäkyvää seinäpaneelia rakennuksessa. Päivällä, kun lämpötila on yli 24 astetta, se on läpinäkyvä. Tämä mahdollistaa auringonvalon pääsyn rakennukseen, kun taas illalla, kun lämpötila laskee alle 24 asteen, se muuttuu vähemmän läpinäkyväksi, kuin huurteiseksi lasiksi. Näin näkyvyys rakennukseen vähenee ja samalla paneeli päästää energiaa ja auttaa lämmittämään ympäristöä. Kun paneeli altistetaan yli 24 asteen lämpötiloille, se muuttuu jälleen läpinäkyväksi, valo pääsee taas rakennukseen, ja kun tämä tapahtuu, se jäähdyttää ympäristöä, selittää tutkija Peter Olsén.
Valokuva: David Callahan/KTH
