Bijna de helft van de energie in zonlicht zit in het infrarode deel van het spectrum - met golflengtes groter dan pakweg 780 nanometer. Ramen met speciale coatings die infrarood (IR) licht reflecteren kunnen daarom helpen woningen en kantoren koeler te houden.

“Uit een simulatie die we samen met de faculteit Bouwkunde hebben gedaan, blijkt dat zo’n statische reflector de temperatuur in een warm klimaat wel vijf tot zes graden omlaag kan brengen”, vertelt promovendus Hitesh Khandelwal.

In India, waar hij vandaan komt, kan een eenvoudige IR-coating daarom al heel nuttig zijn, legt de chemicus uit. “Maar in een gevarieerder klimaat wil je in de winter juist zoveel mogelijk energie uit het zonlicht door de ramen naar binnen laten komen.”

Met ruiten die naar believen infrarood licht doorlaten of weerkaatsen, kun je dan in de zomer besparen op airconditioning en in de winter op stookkosten. “We hebben een simulatie gedaan met het klimaat van Madrid, waar ze warme zomers hebben en relatief koude winters, en daaruit blijkt dat je daar zo’n twaalf procent aan energie kunt besparen met schakelbare IR-coatings.”

“Je kunt in Madrid zo’n twaalf procent
aan energie besparen met schakelbare IR-coatings”

In de groep Functional Organic Materials and Devices van TU/e-faculteit Scheikundige Technologie, waar Khandelwal promoveerde, zijn ze expert op het gebied van zogeheten vloeibare kristallen: het type materiaal waarvan onder meer LCD-schermen worden gemaakt. In zijn door het Dutch Polymer Institute gefinancierde promotieonderzoek wist de Indiër een combinatie van vloeibare kristallen te vinden die alleen invloed hebben op infrarood licht - met een golflengte tussen 700 en 1400 nanometer.

“Als je twee glasplaten neemt met twee laagjes van mijn vloeibare kristallen ertussen, dan laten die vrijwel even veel zichtbaar licht door als gewoon dubbel glas, terwijl het overgrote deel van de infraroodstraling wordt gereflecteerd.” De IR-zonwering heeft daarmee als voordeel dat de ruiten er gewoon transparant uitzien en er ’s zomers geen extra kunstmatige verlichting nodig is, zoals bij het gebruik van conventionele zonwering vaak wel het geval is.

Met een bescheiden elektrische spanning schakelen de vloeibare kristallen bovendien tussen een grotendeels transparante en een reflecterende toestand - voor infrarood licht. Een toestand tussen de beide extremen in, is bovendien ook mogelijk. Khandelwal liet daarnaast zien dat de voor het schakelen benodigde spanning zelfs opgewekt kan worden in de ruit zelf - met zonne-energie. Hij gebruikte daarvoor het principe van de Luminescent Solar Concentrator, waarbij zonlicht naar zonnecellen in de rand van de ruit wordt geleid.

Tot slot werkte de promovendus nog aan een coating die automatisch transparanter wordt voor infrarood licht bij afnemende temperatuur. “Dat zou een relatief goedkope oplossing zijn voor bestaande ramen. Ook hiervoor hebben we aangetoond dat het principe werkt - alleen nog niet bij de juiste temperatuur, maar dat lijkt een kwestie van tijd.”