חוקרים פיתחו צבע שכמעט ואינו בולע את קרינת השמש, וכך מצמצם את התחממות הבניינים שנצבעו בו וחוסך אנרגיה על קירורם

צבעו של בניין נובע פעמים רבות ישירות מחומרי הגלם ששימשו לבנייתו. לפעמים, כשחומר הגלם אינו אסתטי מספיק, נוהגים לצבוע או לחפות את חזית הבניין כדי להעניק לו מראה משובב יותר. לעומת זאת, התרומה האפשרית של הצבע על האנרגיה שנדרשת כדי לשמור על טמפרטורה נעימה בבניין נשארת לרוב שיקול שולי בלבד. אולם מחקר חדש מציג כעת צבע לבן שמקרר את המשטחים שנצבעו בו, ומציע להשתמש בו ככלי נוסף להתמודדות עם משבר האקלים.   

המראה של משטח, כולל צבעו, נובע מתגובתו לאור בתחום הנראה, כלומר טווח הקרינה האלקטרומגנטית  שהעיניים שלנו קולטות. לדוגמה, משטחים שקופים מאפשרים לאור הנראה לעבור דרכם כמעט ללא הפרעה, בעוד משטחים צבעוניים בולעים לפחות חלק מהאור, משטחים מבריקים יכולים להחזיר את האור לכיוון שממנו הוא בא ומשטחי מט מפזרים אותו לכל עבר.

כשמשטח בולע חלק מהאור שפוגע בו, האנרגיה שהייתה אצורה באור מועברת למשטח ומומרת בדרך כלל לחוֹם. לכן, אם תלבשו ביום שמשי חולצה שחורה, שרוב האור הנראה נבלע בה, תרגישו כנראה שהשמש מחממת אתכם הרבה יותר מאשר אם תלבשו חולצה לבנה, שבולעת רק מעט מהאור הנראה.

כשמדובר במשטחים עצומים, כמו גגות או חזיתות של בניינים, בליעה מוגברת של קרינת השמש יכולה לבוא לידי ביטוי בעלייה בטמפרטורה בתוך הבניין. לעלייה הזאת יש משמעות כלכלית וסביבתית רבה, שכן בערך 20 אחוז מצריכת החשמל של בניינים ברחבי העולם מוקדשת לקירורם. הפקת כמויות החשמל האדירות הללו, שמבוססת ברובה על שריפת דלקי מחצבים, מובילה לפליטת גזי חממה ותורמת בכך למשבר האקלים. בממדים כאלה של צריכת חשמל, אפילו שינוי של מעלות בודדות יכול להביא לחיסכון משמעותי.

תמונה באור תת-אדום שמראה שהאות P, שנצבעה בצבע המקרר, קרה יותר בהשוואה לסביבתה, שנצבעה בצבע רגיל | Xiangyu Li, PhD student of the School of Mechanical Engineering at Purdue University
כשמשטח בולע חלק מהאור שפוגע בו, האנרגיה שהייתה אצורה באור מועברת למשטח ומומרת בדרך כלל לחוֹם. תמונה באור תת-אדום שמראה שהאות P, שנצבעה בצבע המקרר, קרה יותר בהשוואה לסביבתה, שנצבעה בצבע רגיל | Xiangyu Li, PhD student of the School of Mechanical Engineering at Purdue University

צמצום משמעותי בבליעת האור

הצבע הלבן החדש משלב חלקיקים של סידן פחמתי (CaCO3), חומר זול שנמצא בשפע בכדור הארץ, עם צבע אקרילי סטנדרטי שמשמש לצביעה יומיומית. חלקיקי הסידן הפחמתי, שקוטרם כ-500 ננומטר (500 מיליארדיות המטר) ואורכם כאלפיים ננומטר, מפזרים את קרינת השמש בתחום הנראה ובתחום התת-אדום, וכך מצמצמים מאוד את בליעתה במשטח. באותה הזדמנות, הקרינה שנפלטת מתערובת החומרים נמצאת בטווח אנרגיה כזה שמאפשר לה להגיע ביעילות לחלל החיצון, בלי להיבלע בדרך בגזים שנמצאים באטמוספירת כדור הארץ.

צמצום הבליעה של קרינת השמש במשטחים הצבועים, עד כדי פחות מחמישה אחוזים מהקרינה שפוגעת בהם, וכן הפליטה היעילה של קרינה באנרגיה נמוכה, יוצרים יחד קירור סביל, כלומר ללא צורך בהשקעת אנרגיה. כשהחוקרים השוו את הטמפרטורה של משטחים שנצבעו בצבע החדש לטמפרטורה של הסביבה באותו זמן, הם מצאו החוקרים שבשעות הלילה המשטח היה קר יותר מהסביבה בקרוב לעשר מעלות צלזיוס, ואילו בשעות השיא של קרינת השמש, בצהרי היום, המשטח היה קר מהסביבה ב-1.7 מעלות לפחות.

שימוש בצבע שמקרר באופן סביל אינו רעיון חדש, אבל הוא בלי ספק רעיון טוב. לא רק שאפשר לצמצם באמצעותו את צריכת האנרגיה ולכן גם את פליטת גזי החממה, הצבע מקרר מעט את כדור הארץ בכך שהוא פולט אנרגיה לחלל. מדובר בעוד אפיק פשוט יחסית, עוד חלק בפתרון שיכול לאפשר לנו להתמודד עם משבר האקלים. הצבע הלבן החדש מציג יכולות קירור יוצאות דופן בעלות נמוכה, ובהתאמה לתהליכים תעשייתיים קיימים. התקווה היא שהוא גם יפנה תשומת לב נוספת לתרומה המשמעותית שיש לצבעים בשמירה על קרירותם של בניינים – ושל כדור הארץ כולו.

 

סרטון של החוקרים צובעים בצבע החדש ומודדים את הטמפרטורות של המשטחים:

4 תגובות

  • אנונימי

    האנרגיה שתוחזר מהבנין תוקרן

    האנרגיה שתוחזר מהבנין תוקרן לסביבה. צביעת הבנין תחמם את הרחוב. אולי יצא שכרנו בהפסדנו

  • הרצל

    יש צבעים יותר טובים, כנראה יקרים מדי.

    ראיתי בעבר פרסומות לצבע מבוסס טיטניום די-אוקסיד TiO2 עם 99.5% החזרה בתחום הנראה, אבל מבוסס כנראה על חומר נקי במיוחד ומאד יקר לשימושים במכשירי מדידה אופטיים. צבעים מבוססים על טיטניום די-אוקסיד בנקיון רגיל נמכרים כיום עם החזרה של 98%, אולי יותר יקרים מסתם גיר - סידן פחמתי - שמתואר בכתבה. ולפני הרבה שנים היו צובעים את גגות הבתים בתל אביב בכל אביב בסיד כבוי - Ca(OH)2 שמייד סופח פחמן מהאטמוספרה ונהפך לסידן פחמתי. רק שלא ברור לי מידת ההחזרה של החומר הזה - אין שום שליטה בגודל החלקיקים. (בסתיו היו מצפים את הגגות בזפת, לקליטה מירבית של אנרגית השמש).

  • יאיר

    אז למה שהם לא ....

    נו! אז למה שהם לא ייצרו כמה אלפי לויינים פשוטים, יצבעו אותם בצבע הזה, ישלחו אותם למסלולים כך שהם תמיד יחצצו בין כדור הארץ לשמש, המון חום יברח מהאטמוספירה לחלל החיצון והמון שרלטני "סביבה" יישארו ללא קריירה ....

  • דניאל

    כי זה לא עובד

    יאיר התגובה שלך לא הולמת. הפתרון שלך לא סביר מכל כך הרבה סיבות...
    א. לא קיים מסלול יציב ללווינים שנמצא באופן קבוע בין כדו"א לשמש.
    ב. הלווינים יצטרכו להיות עצומים בגודלם כדי "להצל" את כדו"א. כנראה ששרלטני האקלים הם בדיוק האנשים שמציעים פתרונות לא סבירים ולא מבוססים כמוך. הבעיה העיקרית בכתבה היא - אבק. בניינים בישראל מלאים אבק ולא שומרים על צבעם המקורי ולכן הפתרון לא נשמע יעיל לאורך זמן.