Je leest:

Koel glas

Koel glas

Auteur: | 11 augustus 2004

Lekker zo’n serre – in de winter tenminste. Een beetje zon en je zit er meteen lekker warm. Maar hartje zomer is het er vaak niet te harden. Engelse onderzoekers hebben daarvoor nu een oplossing gevonden. Een speciale coating houdt bij hogere temperaturen warmtestraling tegen.

Ook bij moderne kantoorgebouwen is het gebruik van grote hoeveelheden glas in de zomer een fors probleem. De voordelen van een natuurlijke lichtval gaan dan gepaard met een enorme warmte-instraling. Alleen krachtige, energievretende airconditioners zorgen er dan nog voor dat de kantoortuin een beetje leefbaar blijft. Getint glas kan ook een oplossing zijn, maar dan is er in de donkere winterdagen juist weer een gebrek aan zonlicht.

Veel glas: flinke airco nodig…

Bij het Christopher Ingold Laboratory van de chemiefaculteit van University College in Londen hebben onderzoekers onder leiding van professor Ivan Parkin nu een slimme oplossing gevonden die zowel ’s zomers als ’s winters licht doorlaat en tegelijk excessieve warmte-instraling tegengaat. Het is een coating die onder de meeste omstandigheden zowel zichtbaar licht als infrarood warmtestraling doorlaat. Maar komt de temperatuur boven de 29 graden Celsius, dan vindt een materiaalverandering plaats die ervoor zorgt dat infrarode straling grotendeels geweerd wordt. Met als gevolg dat in fel zonlicht of bij hoge buitentemperaturen oververhitting van de ruimte erachter wordt voorkomen.

De coating is gebaseerd op vanadiumdioxide, een materiaal dat bij kamertemperatuur halfgeleidende eigenschappen heeft en bij hogere temperaturen metallisch is. De overgang wordt veroorzaakt door een kleine verandering in de elektronenconfiguratie. Bij lage temperaturen is sprake van stabiele vanadium-vanadium bindingen met ‘opgesloten’ elektronen; bij hogere temperaturen zijn deze elektronen vrij zodat elektrische geleiding kan plaatsvinden. Daarbij is het materiaal bovendien in staat infraroodstraling te reflecteren.

Wolfraam

De verdienste van de onderzoekers is dat ze de overgangstemperatuur van IR-werend naar IR-transparant vanadiumoxide omlaag hebben weten te brengen van 70 graden Celsius naar 29 graden Celsius. Ze deden dat door er 1,9% wolfraam aan toe te voegen. Deze ‘doping’ voegt extra elektronen toe, waardoor de metallische structuur ook bij lagere temperaturen stabiel wordt.

Een volgende stap was het ontwikkelen van een coatingproces dat industriële toepassing mogelijk zou maken. De onderzoekers vonden een manier om de coating op te brengen met atmosferische chemische gasfase depositie (APCVD; atmosperic pressure chemical vapour deposition). Dat proces is een standaard coatingproces in de glasindustrie. Ze gebruikten chlorides van vanadiumoxide en wolfraam, en water. In samenwerking met Pilkington Glass wordt verdere toepassing onderzocht.

Hoe snel de slimme glaspanelen op de markt zullen zijn is overigens nog de vraag. De onderzoekers mikken op een jaar of drie. Eerst moet de duurzaamheid onderzocht worden. Een vensterglas blijft met een beetje geluk een eeuw zitten en zolang moet de coating het in principe uithouden. Een ander aspect is dat de coating nu nog een groen/gele waas introduceert die het uitzicht er niet fraaier op maakt. Maar daar is volgens onderzoeksleider Parkin wel een mouw aan te passen via het toevoegen van neutraliserende kleurstoffen.

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 11 augustus 2004

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.