Акинк, профессор материаловедения и инженерии в Университете штата Айова и в лаборатории Эймса Министерства энергетики США, работает над разработкой изоляционных материалов следующего поколения для морозильных камер, рефрижераторов, зданий и других систем отопления и охлаждения.«Это исследование внесет прямой вклад в экономию энергии в Айове и за ее пределами», — написал Акинк в резюме проекта.Идея состоит в том, чтобы заменить традиционные изоляционные материалы, такие как пенопласт, стекловолокно и синтетический диоксид кремния, на более качественные материалы. Akinc считает, что улучшения могут привести к экономии энергии на сотни миллионов долларов.
Вернувшись в свою лабораторию в Гувер-холле, Акинк и аспиранты Ланди Чжун и Бойс Чанг работают при поддержке двухлетнего гранта в размере 76 960 долларов от Энергетического центра Айовы. Марк Петри, директор Энергетического центра, сказал, что этот грант является частью новых усилий центра, направленных на то, чтобы помочь исследователям из Айовы побороться за гораздо более крупные исследовательские гранты.
«Энергетический центр Айовы финансируется штатом Айова для поддержки экономического развития за счет достижений в области возобновляемых источников энергии и энергоэффективности», — сказал Петри. «Все, что мы можем сделать для улучшения теплоизоляции зданий, значительно улучшит энергосбережение в Соединенных Штатах».Акинч и его ученики сосредоточили свое внимание на вакуумных изоляционных панелях.
Панели имеют толщину всего в дюйм или около того и заполнены изолирующим порошком, который герметизируется под вакуумом внутри фольги. Вакуум улучшает изоляционные свойства порошка, удаляя молекулы воздуха, которые могут передавать тепло.
Таким образом, панель толщиной в дюйм может обеспечить такую же изоляционную способность, как 10 дюймов пенопласта.
Акинч сказал, что наиболее распространенным порошком внутри панелей является коллоидный диоксид кремния, синтетические наноразмерные частицы, сделанные из песка. Но сделать это дорого. И это делает панели дорогими для некоторых применений, особенно для изоляции домов и зданий.«Отрасль изоляционных материалов очень экономична и конкурентоспособна», — сказал Акинч. «Сейчас вопрос в цене».
Акинц и его исследовательская группа изучают пористость, площадь поверхности, плотность и другие характеристики недорогих альтернатив, включая стекловолокно, летучую золу, стеклянные пузырьки и диатомит.На сегодняшний день наиболее многообещающим материалом является диатомит, окаменелые остатки одноклеточных водорослей, называемых диатомовыми водорослями. Диатомовые водоросли имеют клеточные стенки из кремнезема и растут практически везде, где есть вода и солнечный свет. Скелеты, которые они оставляют, создают диатомит.
Он недорогой и наполнен нанопорами — это именно тот материал, над поиском которого работал Akinc.Вскоре он будет изучать материал с еще большей исследовательской группой. Энергетический центр Айовы выделил еще 20 000 долларов на поддержку работы еще двух исследователей из штата Айова, Ульрике Пассе, адъюнкт-профессора архитектуры, и Ганеша Баласубраманяна, доцента кафедры машиностроения.
Они будут собирать данные о потенциальной экономии энергии и технологичности нового материала.И поэтому, когда он делает презентации о своем поиске изоляционных материалов следующего поколения, Акинк заключает: «Коллоидный диоксид кремния можно заменить другими микропористыми материалами».
«У нас есть очень многообещающие первоначальные результаты», — сказал он. «Теперь я хочу разработать что-то, что привлечет внимание людей, которые могут делать это в большем масштабе».