Ultrawitte verf maakt airconditioning overbodig

Een nieuw ontwikkelde ultrawitte verf op basis van bariumsulfaat reflecteert tot 98% van het licht. De verf straalt ’s nachts ook warmte uit.

Airconditioning, een ramp voor het klimaat en de portemonnee

In tropische en subtropische klimaten wordt een aanzienlijk deel van alle energie opgeslokt door airconditioners. Vaak moet je dan al gauw denken aan enkele kilowatturen per dag per woning. Als we zouden kunnen voorkomen dat we airconditioning nodig hebben, zou dat enorme veel energie, en daarmee CO2-uitstoot, schelen. En ook het stedelijke hitte-eiland effect, wat de problemen nog flink verergert, verminderd. Nu is er goed nieuws. Precies dat lijkt gelukt te zijn met een revolutionaire nieuwe verf.

Ultrawitte verf bespaart 10 kW aan koelvermogen

De verf is in feite het tegenovergestelde van het extreem zwarte VantaBlack. Volgens een van de ontwikkelaars van de verf, Xiulin Ruan, komt het bedekken van een dak van 100 vierkante meter met de verf, overeen met een koelvermogen van tien kilowatt. Veel krachtiger dan het vermogen van airconditioners die nu door veel huizen worden gebruikt. De verf reflecteert tot 98,1% van het zonlicht en is zelfs in staat om het oppervlak af te laten koelen tot onder de omgevingstemperatuur.

Op het eerste gezicht lijkt dit thermodynamisch onmogelijk. Maar schijn bedriegt hier. Want, wanneer je met een infraroodcamera meet, is zelfs overdag de temperatuur van blauwe wolkeloze lucht tientallen graden onder nul. Het is dat zonnestraling veel intenser is, maar als meer dan 98 procent van deze zonnestraling wordt weerkaatst, neemt het uitstralingseffect op infrarode golflengtes het over. Onderstaande infraroodfoto is genomen van de lucht op een zonnige dag. Let op de lage temperaturen van de helder blauwe lucht, plusminus -40 graden.

Infraroodfoto van de lucht op een zonnige dag. Alleen door het felle zonlicht lopen de temperaturen hoog op. Bron/copyright: Visionair.nl/auteur

Oververhitting wordt een steeds groter probleem in de tropen omdat de gemiddelde temperatuur op aarde aan het stijgen is. Zelfs een stijging met twee graden maakt de leefomstandigheden in de tropen minder leefbaar, en is zeker voor armere mensen zonder airconditioning regelrecht een drama.

Vergeleken met commercieel verkrijgbare verf, is de ultrawitte verf veel reflectiever overdag en kan zelfs in het volle zonlicht afkoelen tot onder de omgevingstemperatuur. Bron: [1] / Purdue University / Joseph Peoples

Het geheim van ultrawitte verf: bariumsulfaat

Bariumsulfaat reflecteert licht extreem goed. Dit verklaart ook de populariteit van bariumsulfaat in fotopapier en cosmetica. De onderzoekers bereikten hun extreme witheid niet alleen door bariumsulfaat toe te passen, maar ook door deeltjes van verschillende grootte te gebruiken in hun verf. Hoe groter het deeltje, hoe groter de golflengte van de fotonen die het verstrooit. Kleine deeltjes reflecteren daarom blauw licht beter, terwijl grotere deeltjes rood licht beter reflecteren. Het juiste mengsel reflecteert het gehele zonnespectrum. Maar dan alleen in het zichtbare licht-domein. De verf houdt warmtestraling niet tegen, wat erg nuttig is ’s nachts. Dan koelen de oppervlaktes extra af, zelfs tot 10,6 graden onder de temperatuur van hun omgeving. Ook in de winter wordt dit temperatuursverschil bereikt. Zelfs in het volle zonlicht is het oppervlak koeler dan de omgevingstemperatuur.

Met een infraroodcamera kan je zien dat de ultrawitte verf zelfs koeler is dan de omgevingstemperatuur. (Purdue University/Joseph Peoples)

Bronnen

  1. Purdue University Newsroom (2021)
  2. Xiangyu Li, Joseph Peoples, Peiyan Yao, and Xiulin Ruan, Ultrawhite BaSO4 Paints and Films for Remarkable Daytime Subambient Radiative Cooling, ACS Applied Materials & Interfaces, DOI: 10.1021/acsami.1c02368

Laat een reactie achter

Dutch