Hajzselé a háztetőn: télen fűt, nyáron hűt az újfajta cserép

Ha a hajzselét vízzel keverik, az a hőmérséklet függvényében megváltoztatja színét - fedezték fel a Massachusettsi Műszaki Egyetem, a híres MIT kutatói. A doktori iskolás hallgatókból álló kutatócsoport a felfedezést kihasználva olyan speciális tetőpaneleket hozott létre, amelyek meleg időben visszaverik a napsugarakat, hideg időben pedig elnyelik azokat.

A Thermeleon névre keresztelt tetőcserép hő hatására feketéről fehérre változtatja színét, ezáltal növelve albedóját, vagyis sugárzás-visszaverő képességét. Így a hőmérséklet függvényében a cserép hűti vagy fűti az alatta levő tetőt.

Télen fűt, nyáron hűt a hajzselés keverék

A tetőcserepeket úgy állítják elő, hogy a hajzselében is megtalálható polimert (ismétlődő egységekből felépülő nagyméretű molekulát) vízzel elkeverik, majd ezt az anyagot egy sötét háttér elé, két hajlékony műanyag réteg közé helyezik.

A cserép azt a jól ismert jelenséget használja ki, hogy a sötétebb felület több hőt nyel el, mint egy világosabb. Hideg időben a polimer ugyanis cseppfolyós állapotban marad, s a fekete háttér átlátszik mögüle. Ezáltal elnyeli a napsugárzás hőmennyiségét, amit aztán az épületek fűtésére lehet felhasználni.

Ahogy azonban a hőmérséklet emelkedik, egy bizonyos ponton túl a zselés anyag apró cseppecskékké kondenzálódik, amelyek méretüknél fogva úgy szórják a fényt, hogy egy fehér felületet hoznak létre, és hasznosítatlanul visszaverik a napsugarak nagy részét. Ezáltal nyáron hűti a házat, így a lakóknak-tulajdonosoknak kevesebbet kell a légkondicionálók működtetésére költeniük.

A csoport laboratóriumi mérései szerint fehér állapotban a cserepek a rájuk eső napsugarak 80 százalékát verik vissza, míg fekete állapotban 70 százalékát elnyelik.

Hőpisztollyal melegítve kifehéredik a Thermeleon-cserép prototípusa

A fiatal kutatókból álló csoport most egy még egyszerűbb változat kidolgozásán fáradozik: a terv az, hogy az apró cseppecskéket egy festékszóróba zárják, hogy az adott felületre lehessen fújni. A színváltoztató tulajdonság továbbra is megmaradna, de így egy már meglévő tetőre is könnyebben és pénztárcakímélőbb módon, a burkolat lecserélése nélkül lehetne alkalmazni az új technológiát.

Az ihletet adó lávalámpa

Joe Walish, a kutatást vezető tudós elmondása szerint a színüket változtató tetőcserepek ötletét a lávalámpa adta. Úgy képzelték, hogy egy világos és egy sötét színű folyadékból álló keveréket állítanak elő, amely a sűrűségét változtatja a hő hatására, így hidegben a fekete folyadékréteg, míg melegben a fehér színű réteg emelkedne a felszínre.

A színváltoztató cserép prototípusa közelről

A kivitelezés azonban rendkívül bonyolultnak bizonyult, és egy másik módszerhez folyamodtak. Azzal tisztában voltak, hogy elő tudnak állítani olyan gél állagú anyagot, amely a hőmérséklet-változás következtében áttetszőből fehérre módosítja színét. Így fordultak a hajzseléhez, hiszen ez is gél formájú, ráadásul olcsó és könnyen beszerezhető, hiszen nagy mennyiségben hozzáférhető a kereskedelmi forgalomban.

Kettős tulajdonság, egyszerű megoldás

A tetők átfestésének ötlete nem új keletű. Nemrégiben az amerikai energiaügyi miniszter, az 1997-ben fizikai Nobel-díjjal elismert Steven Chu javasolta a klímaváltozás hatásainak mérséklésére, hogy a világ háztetőit fessék fehérre. Állítása szerint ezzel az egyszerű megoldással 20 éven belül a Föld egy teljes évnyi üvegházgáz-kibocsátását lehetne ellensúlyozni.

A kritikusok szerint azonban az északon fekvő városokban a téli időszakban sokkal több hőt veszítenének az átfestéssel, és így a fűtésre jóval több energiát kellene fordítani, mint amennyit a nyár folyamán a természetes hűtéssel megspórolnának. Ezt a problémát küszöböli ki a színét változtató Thermeleon panel, amely a hűtő-fűtő hatást az évszaktól függően változtatja.
 
Az egyetemi hallgatók jelenleg még a panelek élettartamát vizsgálják, mindenesetre bizakodnak benne, hogy az általuk kifejlesztett technológia egy nap ideális és piacképes megoldást jelent majd az energiahatékonyság növelésére. A tét azért is nagy, mert jelenleg a napelemek igen drágák, és alacsony hatásfokon hasznosítják csak a napenergiát.