Un pigmento antico può aumentare l’efficienza energetica


Un colore sviluppato dagli egiziani migliaia di anni fa ha anche un’applicazione moderna – il pigmento può aumentare l’efficienza energetica raffreddando tetti e pareti, e potrebbe anche permettere la generazione solare di elettricità attraverso le finestre.

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Il blu egiziano, derivato dal silicato di calcio e rame silicato, era usato abitualmente su antiche raffigurazioni di dei e di regalità. Studi precedenti hanno dimostrato che quando il blu egiziano assorbe la luce visibile, emette luce nel vicino infrarosso. Ora un team guidato da ricercatori del Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) del Dipartimento dell’Energia ha confermato che la fluorescenza del pigmento può essere 10 volte più forte di quanto si pensasse in precedenza.

Misurando la temperatura delle superfici rivestite di blu egiziano e composti correlati mentre sono esposti alla luce solare, i ricercatori del Berkeley Lab hanno scoperto che il blu fluorescente può emettere quasi il 100% di fotoni quanti ne assorbono. L’efficienza energetica del processo di emissione è fino al 70% (i fotoni a infrarossi trasportano meno energia dei fotoni visibili).

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Gli scienziati del Berkeley Lab hanno misurato l’aumento della temperatura al di sopra della temperatura dell’aria osservata in pieno sole per cinque campioni rivestiti di pigmento, ogni 75 millimetri quadrati. I campioni bianchi e neri mostrano temperature basse e alte.

Questa scoperta va ad aggiungersi alle considerazioni su quali sono i colori più efficaci per raffreddare tetti e facciate in climi assolati. Sebbene il bianco sia la scelta più convenzionale ed efficace per mantenere fresco un edificio riflettendo la luce solare e riducendo il consumo energetico per il condizionamento dell’aria, i proprietari degli edifici spesso richiedono colori non bianchi per motivi estetici. Ad esempio, le tegole in asfalto bianco brillante non vengono quasi mai utilizzate su tetti residenziali inclinati.

I ricercatori del Berkeley Lab hanno già dimostrato che i pigmenti rosso rubino fluorescente possono essere un’efficace alternativa al bianco; questa intuizione sul blu egiziano si aggiunge al menu delle scelte di colore rinfrescante. Inoltre, hanno scoperto che i colori verde fluorescente e nero possono essere prodotti con co-pigmenti giallo e arancione. Le nuove scoperte sono state recentemente pubblicate sul Journal of Applied Physics.

Oltre al potenziale di raffreddamento degli edifici, la fluorescenza del blu egiziano potrebbe anche essere utile per la produzione di energia solare. Usato su finestre colorate di blu, le celle fotovoltaiche sui bordi possono convertire l’energia fluorescente nel vicino infrarosso in energia elettrica.

Le ricerche condotte negli anni dal gruppo Heat Island Group di Berkeley Lab hanno dimostrato che i tetti e le pareti riflettenti possono raffreddare edifici e automobili. Questo riduce la necessità di aria condizionata e mitiga l’effetto isola di calore urbano. Riflettendo i raggi solari nello spazio, questi materiali freddi rilasciano meno calore nell’atmosfera, raffreddando così il pianeta e compensando gli effetti del riscaldamento di notevoli quantità di emissioni di gas serra.


Leggi: “High quantum yield of the Egyptian blue family of infrared phosphors (MCuSi4O10, M = Ca, Sr, Ba) 

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