Ultra-fehér festék: fenntartható módja az otthonok hűtésének

• Szerző:
• Szerző neve

  Quantumrun Foresight
• November 3, 2022

Insight összefoglaló

Az éghajlatváltozás egyik legsúlyosabb hatása a globális felmelegedés, ami hőhullámokhoz és a szén-dioxid-kibocsátó klímaberendezések iránti kereslet növekedéséhez vezet. Kutatók egy csoportja azonban felfedezett egy hűsítő fehér festéket, amely hatékonyabban hűtheti a teljes szerkezeteket. Ennek a felfedezésnek a hosszú távú következményei közé tartozhat a fokozott kutatás a hűtési innováció terén, és a kormányok arra kötelezik az újabb épületeket, hogy környezetbarát tulajdonságokat alkalmazzanak.

Ultra-fehér festék kontextusban

A globális felmelegedés akkor következik be, amikor a szén-dioxid és más légszennyező anyagok felhalmozódnak a légkörben, és elnyelik a napfényt és a napsugárzást, amely a Föld felszínére kerül. Általában a sugárzás az űrbe kerülne, de ezek a szennyező anyagok évszázadokig megmaradhatnak, felfoghatják a hőt, és felmelegíthetik a bolygót. Az ipari forradalom óta a globális átlaghőmérséklet körülbelül 1 Celsius-fokkal (vagy 2 Fahrenheit-fokkal) emelkedett.

A pontos nyilvántartás 1880-as kezdetétől 1980-ig a globális átlaghőmérséklet 0.07 Celsius-fokkal (0.13 Fahrenheit-fokkal) emelkedett évtizedenként. 1981 óta azonban ez az arány több mint kétszeresére nőtt. A globális hőmérséklet átlagosan 0.18 Celsius-fokkal (0.32 Fahrenheit-fokkal) emelkedett minden évtizedben. 

A fosszilis tüzelőanyagok használatának korlátozása mellett a vállalatok gyakorlatiasabb módszereket is keresnek a globális felmelegedés kezelésére, például festékek használatával az épületeken. A hővisszaverő fehér festékek általában titán-dioxidból állnak, amely bizonyos hullámhosszú fényt veri vissza, de nem blokkolja a nap ultraibolya (UV) sugárzását; ez a rés lehetővé teszi a felületek felmelegedését. 

A Purdue Egyetem kutatói 2015 óta olyan anyagokkal dolgoznak, amelyek visszaverik a nap UV-sugarát, ahelyett, hogy csak a fénysugarakat elnyelő, meglévő festékfajtákat próbálnák javítani. A csapat körülbelül 100 különböző anyagot próbált ki, végül a bárium-szulfát mellett döntött. Ez az összetevő elismert UV-visszaverő anyag, amelyet kozmetikában, fényvisszaverő fotópapírban, olajfestékekben, röntgenvizsgálatokban és egyéb alkalmazásokban használnak. 

Bomlasztó hatás

2020-ban a Purdue Egyetem gépészmérnökei bejelentették, hogy sikerült elkészíteniük a létező legfehérebb festéket. A csoport ultrafehér festéket állított elő, amely a napfény 98.1 százalékát visszaveri, és egyidejűleg infravörös hőt sugároz ki a felületről. A csapat reméli, hogy az épületek ezzel a festékkel való bevonása egy napon eléggé lehűtheti őket, hogy csökkentse a légkondicionálás szükségességét.

Xiulin Ruan gépészmérnök professzor szerint az ultrafehér festék 10 kilowatt hűtőteljesítményt érhet el, ha körülbelül 1,000 négyzetlábnyi tetőfelületre festik. Ezek a számok meghaladják azt, amit az átlagos légkondicionáló egységek nyújtani tudnak. 

Az ultrafehér festék két fő jellemzője a magas bárium-szulfát koncentráció és a gyártási folyamat. A festék fehérsége azt is jelenti, hogy a hőelemek nagy pontosságú hőmérséklet-leolvasó berendezése szerint ez a leghidegebb. A kutatók éjszaka a szabadban teszteltek, és azt találták, hogy a festék -7 Celsius-fokkal (19 Fahrenheit-fokkal) hűvösebben tudja tartani a felületeket, mint a környezetük. Összehasonlításképpen, a legtöbb kereskedelmi forgalomban kapható fehér festék hidegebb helyett melegebb lesz. A kereskedelemben kapható fehér festékeket úgy tervezték, hogy visszautasítják a hőt, csak a napfény 80-90 százalékát verik vissza, és nem tehetik hűvösebbé a felületeket, mint a környezetük.

Az ultrafehér festék következményei

Az ultrafehér festék szélesebb körű hatásai a következők lehetnek: 

• A szállítási és logisztikai ipar ultrafehér festéket használ a járműflották hűtésére, beleértve az autókat, buszokat, vonatokat, hajókat és repülőgépeket.
• Az új épületek építését előíró kormányok ultrafehér festéket használnak a városok és városközpontok hűtésére.
• Az ultrafehér festék kereskedelmi forgalomba hozatala, aminek következtében a különböző cégek a termék más változatait állítják elő, ami növelheti a fogyasztók választékát és csökkentheti az árakat.
• Az ultrafehér festék- és napelemgyártók együttműködve csomagajánlatokat kínálnak a lakástulajdonosoknak, mivel a napelemek alacsonyabb hőmérsékleten működnek a legjobban.
• Csökkenő klímaberendezések gyártása a hűvösebb éghajlatú országokban. A klímaberendezések azonban továbbra is nagy keresletet tapasztalhatnak az egyenlítő közelében lévő helyeken.
• Lakó- és kereskedelmi ingatlanfejlesztők ultrafehér festéket építenek be az épületek tervezésébe, növelve az energiahatékonyságot és csökkentve a mesterséges hűtési rendszerektől való függést.
• A festékgyártók az ellátási lánc dinamikájának változásaival szembesülnek, mivel az ultrafehér festék-összetevők iránti kereslet megnövekszik, ami hatással van a globális nyersanyagpiacokra.
• A várostervezők az ultrafehér festéket integrálják az állami infrastrukturális projektekbe, hogy enyhítsék a hősziget hatását, ami a városi klímaviszonyok javulásához vezet.

Megfontolandó kérdések

• Hogyan használható még az ultrafehér festék az infrastruktúra kiépítésén és a közlekedésen túl? 
• Hogyan másként ösztönözheti az ultrafehér festék a kutatókat a globális felmelegedés elleni küzdelemre szolgáló anyagok fejlesztésére?