Un revêtement de fenêtre transparent pourrait refroidir les bâtiments sans utiliser d’énergie

Des études ont estimé que le refroidissement représente environ 15 % de la consommation énergétique mondiale. Cette demande pourrait être réduite avec un revêtement de fenêtre qui pourrait bloquer la lumière ultraviolette et proche infrarouge du soleil – les parties du spectre solaire qui traversent généralement le verre pour chauffer une pièce fermée. La consommation d’énergie pourrait être encore plus réduite si le revêtement irradie la chaleur de la surface de la fenêtre à une longueur d’onde qui traverse l’atmosphère dans l’espace extra-atmosphérique. Cependant, il est difficile de concevoir des matériaux qui peuvent répondre à ces critères simultanément et peuvent également transmettre la lumière visible, c’est-à-dire qu’ils n’interfèrent pas avec la vue. Eungkyu Lee, Tengfei Luo et leurs collègues ont entrepris de concevoir un “refroidisseur radiatif transparent” (TRC) qui pourrait faire exactement cela.

L’équipe a construit des modèles informatiques de TRC consistant en une alternance de couches minces de matériaux courants comme le dioxyde de silicium, le nitrure de silicium, l’oxyde d’aluminium ou le dioxyde de titane sur une base de verre, surmontée d’un film de polydiméthylsiloxane. Ils ont optimisé le type, l’ordre et la combinaison des couches en utilisant une approche itérative guidée par l’apprentissage automatique et l’informatique quantique, qui stocke les données à l’aide de particules subatomiques. Cette méthode de calcul effectue l’optimisation plus rapidement et mieux que les ordinateurs conventionnels car elle peut tester efficacement toutes les combinaisons possibles en une fraction de seconde. Cela a produit une conception de revêtement qui, une fois fabriquée, surpasse les performances des TRC de conception conventionnelle en plus de l’un des meilleurs verres commerciaux de réduction de la chaleur sur le marché.

Dans les villes chaudes et sèches, selon les chercheurs, le TRC optimisé pourrait potentiellement réduire la consommation d’énergie de refroidissement de 31 % par rapport aux fenêtres conventionnelles. Ils notent que leurs découvertes pourraient être appliquées à d’autres applications, puisque les TRC pourraient également être utilisés sur les vitres des voitures et des camions. De plus, la technique d’optimisation basée sur l’informatique quantique du groupe pourrait être utilisée pour concevoir d’autres types de matériaux composites.

Les auteurs reconnaissent le soutien de la National Research Foundation of Korea et du Notre Dame Center for Research Computing.

Source de l’histoire :

Matériaux fourni par Société américaine de chimie. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.