Ofurhvít málning: Sjálfbær leið til að kæla heimili

• Höfundur:
• Höfundur nafn

  Quantumrun Foresight
• Nóvember 3, 2022

Innsýn samantekt

Eitt af alvarlegustu áhrifum loftslagsbreytinga er hlýnun jarðar, sem leiðir til hitabylgna og aukinnar eftirspurnar eftir loftræstitækjum sem losa kolefni. Hins vegar hefur hópur vísindamanna uppgötvað kælandi hvíta málningu sem gæti verið skilvirkari til að kæla heil mannvirki. Langtímaáhrif þessarar uppgötvunar geta falið í sér auknar rannsóknir til að kæla nýsköpun og stjórnvöld skipa nýrri byggingum til að taka upp umhverfisvæna eiginleika.

Ofurhvítt málningarsamhengi

Hnattræn hlýnun á sér stað þegar koltvísýringur og önnur loftmengunarefni safnast fyrir í andrúmsloftinu og gleypa sólarljós og sólargeislun sem fer inn á yfirborð jarðar. Venjulega myndi geislun sleppa út í geiminn, en þessi mengunarefni kunna að sitja í öldum saman, fanga hita og gera jörðina hlýrri. Frá iðnbyltingunni hefur meðalhiti á heimsvísu hækkað um 1 gráðu á Celsíus (eða 2 gráður á Fahrenheit).

Frá upphafi nákvæmrar skrásetningar árið 1880 til 1980 hækkaði meðalhiti á jörðinni um 0.07 gráður á Celsíus (0.13 gráður á Fahrenheit) á áratug. Hins vegar, síðan 1981, hefur þetta hlutfall meira en tvöfaldast. Að meðaltali hækkaði hitastig jarðar um 0.18 gráður á Celsíus (0.32 gráður á Fahrenheit) á hverjum áratug. 

Fyrir utan að takmarka notkun jarðefnaeldsneytis, eru fyrirtæki að kanna hagnýtari leiðir til að takast á við hlýnun jarðar, til dæmis með því að nota málningu á byggingar. Hvít málning sem endurspeglar varma er yfirleitt samsett úr títantvíoxíði, sem endurkastar ákveðnum bylgjulengdum ljóss en hindrar ekki útfjólubláa (UV) geislun sólarinnar; þetta bil gerir yfirborði kleift að hitna. 

Síðan 2015 hafa vísindamenn Purdue háskólans unnið með efni sem gætu endurspeglað útfjólubláa geisla sólarinnar frekar en að reyna bara að bæta núverandi málningarafbrigði sem gleypa aðeins geislana. Liðið prófaði um 100 mismunandi efni og ákvað að lokum baríumsúlfat. Þessi hluti er viðurkennt UV-endurkastandi efni sem notað er í snyrtivörur, endurskinsljósapappír, olíumálningu, röntgenrannsóknir og önnur forrit. 

Truflandi áhrif

Árið 2020 tilkynntu vélaverkfræðingar Purdue háskólans að þeim hefði tekist að búa til hvítustu málningu sem til er. Hópurinn framleiddi ofurhvíta málningu sem endurkastar allt að 98.1 prósent af sólarljósi og geislar samtímis innrauðum hita frá yfirborði. Teymið vonast til að húðun byggingar með þessari málningu geti einn daginn kælt þær nægilega vel til að draga úr þörf fyrir loftkælingu.

Samkvæmt vélaverkfræðiprófessornum Xiulin Ruan getur ofurhvít málning náð 10 kílóvöttum kælikrafti ef hún er máluð á þaksvæði sem er um 1,000 ferfet. Þessar tölur eru fleiri en meðal loftræstieiningar geta veitt. 

Tveir lykileiginleikar ofurhvítu málningarinnar eru hár styrkur baríumsúlfats og framleiðsluferli hennar. Hvítleiki málningarinnar gefur einnig til kynna að hún sé flottust, samkvæmt nákvæmum hitalestrarbúnaði hitaeininga. Rannsakendur prófuðu úti á nóttunni og komust að því að málningin getur haldið yfirborði -7 gráðum á Celsíus (19 gráður á Fahrenheit) kaldara en umhverfi þeirra. Til samanburðar verður flest verslunarhvít málning sem til er hlýrri í stað þess að kólna. Hvít málning til sölu er hönnuð til að hafna hita, endurspegla aðeins 80 til 90 prósent af sólarljósi og getur ekki gert yfirborð kaldara en umhverfið.

Afleiðingar ofurhvítar málningar

Víðtækari áhrif ofurhvítrar málningar geta verið: 

• Flutninga- og flutningaiðnaðurinn notar ofurhvíta málningu til að kæla bílaflota, þar á meðal bíla, rútur, lestir, skip og flugvélar.
• Ríkisstjórnir sem skipa nýjar byggingar nota ofurhvíta málningu til að aðstoða við að kæla borgir og þéttbýli.
• Markaðssetning ofurhvítrar málningar, sem leiðir til þess að mismunandi fyrirtæki móta aðrar útgáfur af vörunni, sem getur aukið val neytenda og lækkað verð.
• Ofurhvítar málningar- og sólarplötuframleiðendur vinna saman að því að bjóða upp á pakkatilboð fyrir húseigendur þar sem sólarplötur virka best við lægra hitastig.
• Minnkandi framleiðslu á loftræstibúnaði fyrir lönd með kaldara loftslag. Hins vegar gætu loftræstingar enn upplifað mikla eftirspurn eftir stöðum nálægt miðbaug.
• Framleiðendur íbúða- og atvinnuhúsnæðis nota ofurhvíta málningu í byggingarhönnun, auka orkunýtingu og draga úr trausti á gervi kælikerfi.
• Málningarframleiðendur standa frammi fyrir breytingum í gangverki aðfangakeðjunnar, þar sem eftirspurn eftir ofurhvítum málningarefni eykst, sem hefur áhrif á alþjóðlega hráefnismarkaði.
• Borgarskipulagsfræðingar samþætta ofurhvíta málningu í opinberum innviðaverkefnum til að draga úr hitaeyjuáhrifum, sem leiðir til bættra loftslagsskilyrða í þéttbýli.

Spurningar sem þarf að íhuga

• Hvernig er hægt að nota ofurhvíta málningu annað en að byggja upp innviði og flutninga? 
• Hvernig annars getur ofurhvíta málningin hvatt vísindamenn til að þróa efni sem berjast gegn hlýnun jarðar?