Gli edifici rappresentano la maggior parte del consumo energetico e delle emissioni di carbonio in moltissime città e metropoli del mondo, e per mitigare il cambiamento climatico è fondamentale ridurre il consumo energetico. Proprio per questo un team di ricercatori della Hong Kong Polytechnic University (PolyU) ha sviluppato un rivestimento innovativo, il Solar-driven Adaptive Radiative Cooling (SARC), che raffredda gli edifici in modo sostenibile e senza energia utilizzando i carbon dots.
Il nuovo rivestimento che riduce le temperature con i carbon dots
Tradizionalmente, i materiali di raffreddamento radiativo passivo non riescono ad adattarsi automaticamente ai cambiamenti ambientali, limitando le loro applicazioni. La soluzione di PolyU risolve questo problema grazie all’uso dei carbon dots (CDs), in grado di regolare la capacità di raffreddamento in base all’irraggiamento solare.
Questi carbon dots vengono inseriti nei polimeri, e poi vengono integrati in particelle di vetro cavo, chiamati “Smart Cooling Beads”, che permettono di riflettere la luce solare e convertire i raggi ultravioletti in luce visibile, aumentando così l’efficacia del raffreddamento.
Rispetto ai materiali tradizionali, il nuovo SARC è privo di metalli rari e perovskiti, e ciò permette di ridurre l’impatto ambientale. Inoltre, la sua applicazione è semplice e sicura, poiché non rilascia composti organici volatili, contribuendo così a migliorare la qualità dell’aria urbana.
Risultati promettenti e applicazioni pratiche
I test sul campo condotti dall’Università hanno dimostrato che il rivestimento SARC può ridurre la temperatura di tetti in calcestruzzo di 24°C rispetto ai tetti non trattati. In un progetto dimostrativo a Hong Kong, il rivestimento si è dimostrato duraturo, con una riduzione della riflettanza solare inferiore al 2% dopo due anni di esposizione. Questo ha permesso un risparmio energetico annuo del 10% riducendo il carico dei condizionatori d’aria.
Nel complessivo, il rivestimento SARC di PolyU può ridurre la temperatura superficiale degli edifici fino a 25°C e quella interna di 2-3°C, il tutto senza consumare energia. Secondo i ricercatori, l’adozione del SARC potrebbe portare a significativi risparmi energetici nelle principali città cinesi, riducendo il consumo di energia tra 97 e 136 kWh/m² all’anno.
Oltre a raffreddare gli edifici, il team di PolyU sta sperimentando una combinazione del rivestimento SARC con pannelli fotovoltaici bifacciali, in grado di migliorare la gestione termica e aumentare la generazione di energia. Questo sistema duale può migliorare la produzione elettrica del 30-50% e ridurre le emissioni di carbonio del 30%.
