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将摩天大楼变成城市能源发电机

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Derya Baran(左一)是KAUST材料科学与工程的助理教授,他和一个团队成立了Iyris公司,该公司致力于开发可保持可见光透明度的建筑集成光伏发电技术。来源:莎拉Munshi。

本文由KAUST

如果未来的建筑能自己产生能源呢?

想象一下,高耸的摩天大楼——拥有巨大玻璃表面面积的建筑——正努力为居住者和周围社区产生能源。这可行吗?这比场外发电更好吗?

联合国的数据显示,到2025年,全球68%的人口将生活在城市地区。2018年世界城市化前景修正。由于人口集中在城市,必须考虑替代能源,以确保电网不会负担过重,能源使用保持可持续。

Iyris该公司通过KAUST的一个创业加速器启动,开发室内应用和外墙的建筑集成光伏电池,以及建筑和温室的窗户,在保持玻璃美学质量的同时保持可见光的透明度。这种太阳能电池是由一种透明的有机聚合物制成的,它被一层一层地涂在玻璃上。

传统上,由有机聚合物制成的太阳能电池比作为光伏电池核心材料的硅更昂贵,效率更低。Iyris使用的材料更像是一种颜料。电极和网格状的超薄电线支配着被创造出来的薄膜,然后再覆盖上另一块玻璃。这是一种完美的集成解决方案,而且比大多数光伏材料的生产成本更低。

Iyris提供了另一个关键优势,尤其是在美国西南部和中东等地区。我们知道,在这些气候条件下,特别是在炎热、干旱的地区,冷却是一个主要问题,而且随着人口的增长,它将继续是一个巨大的问题。

之前,其他科学家通过吸收近红外来制造半透明的有机太阳能电池,Iyris减少了穿透玻璃的热量。更少的热量等于更少的空调和更低的能源消耗。Iyris可能是未来城市摩天大楼的关键动力。

这项技术在发电的同时,可以帮助建筑物减少多达25%的能源消耗,同时还可以通过额外的红外线吸收特性来控制热量。

Iyris技术正在红海农场进行试验,红海农场是由KAUST教授创办的一家创业公司马克测试仪从他的大学同事开始。红海农场是一个开创性的,以农业为基础的初创企业,使用Iyris窗口为植物生长创造更好的环境,提高作物产量。

尽管这项技术最初是为温室农业生产而开发的,但从能效、传感器技术和能源重定向方面获得的经验教训为城市环境带来了巨大希望。大型玻璃摩天大楼和城市环境中的其他表面可以提供所需的规模,使未来的城市超越电网。

随着世界努力应对气候变化的影响,对冷却的需求将变得更加重要。与此同时,我们需要考虑这对能源使用的影响,特别是当人们涌向城市环境和人口密度增加的时候。像Iyris这样的解决方案通过在发电的同时提高能源效率来帮助解决这一问题的两个方面。

Iyris是KAUST致力于缩小科学和应用之间的差距,将研究从一个想法带到一个切实的、可扩展的解决方案的一个例子。这是KAUST的产品Taqadam创业加速器,自2016年成立以来,已有78家创业公司毕业。

KAUST的研究重点是解决人类最紧迫的问题,尤其是与食物、水、能源和环境相关的挑战。能成为STEM领域女性的全球冠军,这所大学感到非常自豪。

了解更多关于KAUST如何与业界合作应对全球挑战。

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