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Gli edifici usano il calore del Sole in modo ottimale

L'aumento dei costi dell'energia e i cambiamenti climatici rendono indispensabile una riduzione del consumo di energia. Alcuni scienziati finanziati dall'UE hanno sviluppato un nuovo materiale isolante per l'edilizia che sfrutta l'energia del Sole e i nanomateriali per un alto impatto.
Gli edifici usano il calore del Sole in modo ottimale
Il fabbisogno energetico degli edifici è responsabile di grandi quantità di emissioni di biossido di carbonio (CO2). La possibilità di sfruttare l'energia termica solare rinnovabile per ridurre la dipendenza dai carburanti fossili è oggetto di un'intensa attività di ricerca e sviluppo. Sono tuttavia necessari miglioramenti tecno-economici per coordinare domanda e offerta a un costo commercialmente interessante.

Gli scienziati finanziati dall'UE si sono concentrati sullo sviluppo di materiali nanotecnologici per immagazzinare l'energia termica, compatibili con i materiali edili tradizionali nel contesto del progetto NANOPCM ("New advanced insulation phase-change materials"). I materiali a cambiamento di fase (PCM) sono dei materiali che immagazzinano e rilasciano il calore latente nel processo di fondere o congelare, il che permette loro di fornire calore o freddo su richiesta. Sono perfetti per sfruttare l'energia termica del Sole, che dipende dalle condizioni meteorologiche e dal momento della giornata. La loro grande intensità di immagazzinamento di energia è particolarmente interessante per isolare gli edifici.

Gli scienziati hanno sviluppato due categorie di prodotti: PCM incapsulati che usano nanomateriali come additivi e schiuma poliuretanica (PU) che contiene PCM e nanomateriali. I primi sono stati prodotti presso uno stabilimento pilota usando una tecnica già registrata in due brevetti. Il secondo materiale è stato prodotto usando procedure standard per la produzione di schiuma poliuretanica ottimizzate in modo da incorporare additivi senza compromettere le proprietà meccaniche, la solidificazione e l'accrescimento. Seguire procedure e processi esistenti ha permesso di ridurre significativamente i costi. Gli obiettivi originali prevedevano un periodo di recupero dell'investimento di meno di sei anni. Il team ha superato le aspettative con un periodo di recupero dell'investimento di circa due anni considerando il risparmio di denaro ed energia dei nuovi pannelli.

La valutazione del ciclo vitale e gli studi di tossicità sono stati importanti pilastri del progetto. Il team ha inoltre prodotto uno strumento software che simula il comportamento termico di prodotti che contengono la tecnologia NANOPCM. Questa tecnologia può essere facilmente utilizzata da architetti, ingegneri e altri per determinare i potenziali risparmi di energia e la temperatura ottenibile in un edificio incorporando i materiali isolanti NANOPCM.

I materiali isolanti intelligenti che usano la nanotecnologia e le tecniche di produzione associate miglioreranno significativamente la capacità di immagazzinamento termico dei sistemi isolanti, riducendo le perdite di calore attraverso muri e tetti. Gli ambiziosi obiettivi dell'UE per ridurre il consumo di energia dovrebbero essere più facili da raggiungere grazie alla tecnologia NANOPCM.

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