Chytrá okna vyrábějící elektřinu už jsou na dosah

Okna přináší řadu výhod, ale ve své podstatě jsou jednou z největších mezer v uzavřeném systému kontrolovaného prostředí. Jak ale dokazují provázané studie odborníků z Americké chemické společnosti (ACS) a jejich kolegů ze Singapuru, chytrá okna mají přinejmenším zajímavý potenciál zadržovat nadbytečné teplo mimo domov, šetřit energii a v těch zajímavějších případech i proměňovat celkovou teplotní bilanci budovy či přímo vyrábět energii.

Prostup přirozeného světla, který zprostředkovávají okna, jde ruku v ruce s přídavkem tepla. Přímý osvit zvyšuje teplotu v místnosti, na což bleskově zareaguje termostat a klimatizace. V konečném důsledku se tak nevhodně exponované okno může rychle přestat vyplácet.

Xuhong Guo a Yanfeng Gao z ACS začali minulý rok pracovat na návrhu chytrého okna, které by samo změnilo svou barvu, pokud by přídavek tepla přesáhl únosnou mez. Guo a Gao připravili celou sérii senzitivních mikrogelů, které dokázaly reagovat na nejrůznější podmínky.

Za zvláště zajímavé považovali ty na bázi poly-N-isopropylakrylamidů, které citlivě reagovaly na zvýšení teploty. Jako tekutá náplň oken totiž dokážou při vyšší teplotě zvýšit změnit svou barvu, a slouží jako přirozená bariéra bránící přehřívání interiéru. Když teplota opět poklesne, znovu nabudou svou průhlednou podobu.

Tuto technologii pak dále rozvedli výzkumníci ze singapurské Technické univerzity Nanyang. Jimi navržené okno nejenže dokáže zareagovat změnou barvy, a působit tak jako zatažená žaluzie, ale navíc umí energii přímo vyrábět (byť ji spotřebovává na vlastní proces barvoměny).

Jejich model chytrého okna se skládá ze dvou skleněných vrstev, mezi nimiž je prostor vyplněn elektrolytem. Jednotlivé články okna jsou zapojeny do obvodu, a důležitou roli zde sehrává i přítomnost barevného pigmentu „berlínská modř“ (Fe7(CN)18), která dodává sklu tmavě modrý barevný nádech.

Okno si v průběhu teplé části dne udržuje svou tmavě modrou barvu a snižuje průnik tepelného záření o 50 %, a když se ochladí, pigment díky elektrochemické reakci světlá. „Námi navrhované elektrochemické má vlastně dvě funkce,“ popisuje Sun Xiaowei. „Kromě flexibilního zastínění nabízí současně transparentní baterii. Barevná změna je dílem vteřin.“