NTUの研究者らは、建物のエネルギー消費を最大45%削減できる「液体ガラス」を開発した。
この窓は、ガラスパネルの間にハイドロゲルベースの液体を用いたもので、開発には10年を要した。
このガラスは、日差しを遮ることで建物を涼しく保つとともに、日中は熱を吸収して建物を暖かく保ち、エネルギーコストの削減に役立つ。
新たに開発された「液体の窓」は、日光を遮って建物を涼しく保つ一方、熱を吸収して日中や夜間に徐々に放出することで、エネルギーコストの削減に役立つと科学者らは述べている。
この窓は、シンガポールの南洋理工大学（Nanyang Technological University）の研究者らによって考案されたもので、（NTU）が開発したものである。ガラスパネルの間にハイドロゲルベースの液体を用いており、従来の板ガラス窓と比べて建物のエネルギー消費を最大45%削減できることが確認されている。
また、市販されている省エネルギー型ガラスと比べて約30%エネルギー効率が高く、さらに安価であるとNTUの科学者らは述べている。同科学者らは、このプロジェクトにほぼ10年を費やしてきた。
「これまでは、夏の日差しを遮り、冬には日光を取り入れるという話はあったが、熱の蓄積について語った人は誰もいなかった。我々はこれを初めて実現した」と、主任研究者のLong Yi氏は述べた。
「液体の窓」の素材は、小型のガラスにも大型のガラスにも使用できる。「まるで水のようなものだ」と、Long氏はトムソン・ロイター財団に語った。
多くの建物は化石燃料で暖房を行っており、エネルギーを大量に消費する建物は世界のエネルギー使用量の40%を占めている。そのうち窓によるエネルギー消費は半分を占めると、2009年の国連報告書は指摘している。
国際エネルギー機関によると、建物で使用される電力や商業用熱によって直接・間接的に排出される地球温暖化ガスは、2019年に過去最高水準に達し、世界のエネルギー関連CO2排出量の28%を占めた。
この増加は、冷暖房のためのエネルギー需要の高まりによって一部もたらされたもので、エアコンの普及と異常気象が背景にあると、同機関は2020年の報告書で指摘している。
従来の省エネルギー型窓は、建物の内外を通過する赤外線を低減する高価なコーティングを施しており、冷暖房需要の削減に役立っている。
しかし、これらの窓は、建物を加熱させる日光の主要成分である可視光を制御することはできない。
こうした限界を克服するため、NTUの研究者らは、マイクロハイドロゲル、水、安定剤を混合した。その結果、温度変化に自動的に反応するため、多様な気候下においても効果的にエネルギー消費を削減できることが分かった。
この「スマートウィンドウ」の液体混合物は、熱にさらされると不透明または曇りガラスのような外観に変化し、日光を遮断する。
気温が下がると、元の透明な状態に戻り、光と熱を取り入れる。
NTUの科学者らは、上海、ラスベガス、リヤド、シンガポールの建物モデルおよび気象データを用いてシミュレーションを実施したほか、シンガポール、広州、北京で屋外試験も行った。
同チームは、商業的な関心を高めるため、近いうちに企業との協業を開始したいとしている。
日中に人が働くオフィスビルに最も適しており、さまざまな立地条件に合わせて調整することができる。
しかし、熱帯地域や、日中は気温が上昇し夜間に急激に下がる中東などの地域で最も効果を発揮すると、Long氏は述べている。
試験では、この智能型液体窓は複層ガラス窓と比べて騒音を15%多く低減できることも示された。
