Alleen al door te schilderen kunnen gebouwen de omringende lucht onmiddellijk afkoelen en liters water rechtstreeks uit de atmosfeer produceren.
Onderzoekers van de Universiteit van Sydney in Australië hebben een laag nano-gemanipuleerd polymeer gecreëerd die de oppervlakken van gebouwen passief afkoelt, terwijl ze water kunnen opvangen als met dauw bedekte bladeren. Het is een materiële oplossing die de stijgende hittetemperaturen en wateronzekerheid op plaatsen over de hele wereld kan helpen bestrijden.
De witte coating, een poreus verfachtig materiaal, reflecteert tot 97% van het zonlicht en straalt warmte uit, waardoor oppervlakken tot 10 graden koeler zijn dan de omringende lucht, zelfs in direct zonlicht. Door deze koelere omstandigheden kan waterdamp in de lucht condenseren als dauw op het oppervlak van de fijne laag, waar het vervolgens kan worden opgevangen. In een recente test kon een met de coating behandeld gebied van ongeveer 10 vierkante meter op één dag 1,6 glazen water produceren.
Het onderzoek werd geleid door Chiara Neto, een professor aan het Nano Institute and School of Chemistry van de Universiteit van Sydney. Neto is ook een van de oprichters van een startup die deze laag commercialiseert, genaamd Dauwpunt-innovatie. “Ons belangrijkste doel bij het ontwerpen van dit nieuwe materiaal was het aanpakken van waterschaarste, door een duurzame en gedelokaliseerde waterbron te bieden die volledig passief is”, zei hij.
Reflecterende verf 2.0
Verf die zonlicht reflecteert is niets nieuws in de wereld van duurzaamheid en wordt op grote schaal gebruikt om de warmtewinst in alles te verminderen gebouw naar UPS-vrachtwagen naar speeltuin. De nieuwe coating is ontwikkeld op basis van deze toepassingen door meer koele lucht te gebruiken die wordt gegenereerd door de gereflecteerde warmte van het gebouw, waardoor een oppervlak ontstaat waarop waterdamp kan condenseren bij lagere omgevingstemperaturen. De poreuze aard van de coating maakt deze duurzamer dan typische reflecterende verf, waardoor deze beter vocht kan opvangen dan andere oppervlaktebedekkingen die snel afbreken.
Het koel- en waterwinningspotentieel van de laag zou enorm kunnen zijn, aldus a studie onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Advanced Functional Materials. De onderzoekers maten de prestaties van de coating tijdens zes maanden buitentesten op het dak van een gebouw op de campus van de Universiteit van Sydney. Speciaal ontworpen oppervlakte- en meetinstrumenten volgen de oppervlaktetemperatuur en het dauwwater dat elke minuut wordt verzameld, samen met weer- en klimaatgegevens om beter te begrijpen wanneer de coating het beste zal presteren.
Een theoretisch model breidt de gegevens uit om voorspellingen te doen over de watervangst in de rest van Australië, en toont de hoogste niveaus van watervangst in het tropische noordoosten van het land. Neto zegt dat het model overal ter wereld kan worden gebruikt en heeft plaatsen geïdentificeerd waar deze laag bijzonder nuttig zou kunnen zijn.
“De gebieden die het meest geschikt zijn voor het passieve koeleffect zijn gebieden waar de lucht vaak vrij is van wolken en de hoeveelheid water in de lucht niet te hoog of te laag is (idealiter rond de 80% relatieve vochtigheid), om de hoogste oppervlaktekoeling en de hoogste watercondensatie te verkrijgen”, legt Neto uit.
Hij merkte op dat de coating duidelijk zichtbaar moet zijn voor de lucht om effectief te zijn. “Als dit materiaal op muren wordt gebruikt, geeft dit materiaal nog steeds een koel gevoel, maar niet zo veel als op daken”, voegde hij eraan toe. De ideale configuratie is een lichte helling, waarbij het dak een hoek van ongeveer 30 graden heeft, zodat waterdruppels kunnen wegvloeien.
Maar zelfs op plaatsen waar de luchtvochtigheid te laag is om veel dauw te produceren, zal de reflectiviteit van de coating nog steeds voordelen opleveren in de vorm van lagere omgevingstemperaturen en een lagere energiebehoefte voor het gebouw. De laag is niet ontworpen om als bodembedekker te worden gebruikt, maar Neto zegt dat hij kan worden gebruikt op hellende en vlakke gebieden rond sportvelden, velden, tenten, dierenverblijven en andere ruimtes.
Als de coating op grote schaal wordt toegepast, kan deze een stabiele waterbron vormen, zelfs in kleine hoeveelheden. Uit het onderzoek bleek dat een dakgedeelte van een vierkante meter bedekt met de coating tot 390 milliliter water per dag zou kunnen produceren, iets meer dan anderhalve kop water op een oppervlak van ongeveer 10 vierkante meter. Door het te vergroten tot de grootte van een gebouw, kan het de waterbehoefte elke dag met enkele liters verhogen. Dat is misschien niet veel als de gemiddelde persoon in de VS het gebruikt ruim 150 liter per daghet volume kan echter gemakkelijk toenemen naarmate meer gebouwen worden aangepast of zelfs speciaal worden ontworpen om deze coating te gebruiken.
Deze passieve benadering van waterwinning “opent de deur naar duurzame, goedkope, gedecentraliseerde bronnen van schoon water – een cruciale behoefte in het licht van de klimaatverandering en de toenemende waterschaarste”, aldus Neto.
Uiterste deadline voor Fast Company Prijs voor wereldveranderende ideeën is vrijdag 12 december om 23:59 uur. PT. Solliciteer vandaag nog.
