Onderzoekers van Purdue University hebben een "ultra-witte" verf onthuld die 98,1% van het invallende zonlicht reflecteert, een niveau van zonne-reflectie dat ver boven de gebruikelijke 80-90% van bestaande cool-roof producten ligt.
Hoe de verf werkt
De briljantie van de verf komt door bariumsulfaat, een mineraal dat al in cosmetica en fotografie wordt gebruikt vanwege de heldere witheid. Het team van Purdue besteedde zes jaar aan het testen van meer dan honderd kandidaat-substanties voordat ze besloten tot een mengsel van bariumsulfaatdeeltjes in verschillende formaten. De variërende deeltjesafmetingen verstrooien het zonlicht over een breder spectrum, waardoor de meeste zonne-energie terug de ruimte in wordt gestuurd in plaats van het onderliggende oppervlak te verwarmen.
In de volle zon bleef een oppervlak dat met de nieuwe formulering was gecoat ongeveer 4,5 °C koeler dan de omgevingslucht. Na zonsondergang bleef hetzelfde oppervlak warmte verliezen door radiatieve koeling, ongeveer 10,5 °C onder de temperatuur van de omringende lucht. In praktische termen zou een dak van 1.000 vierkante voet dat met de verf is behandeld, warmte afvoeren die vergelijkbaar is met een airconditioning van 10 kilowatt, maar dan zonder elektriciteit te verbruiken.
Waarom India hiervan kan profiteren
Tijdens de zomermaanden in India schiet de piek in de vraag naar elektriciteit regelmatig omhoog, omdat huishoudens en bedrijven hun airconditioners op volle kracht laten draaien. Deze piek zet een zwaar beroep op een elektriciteitsnet dat al kampt met capaciteitstekorten en dwingt nutsbedrijven om dure, fossiele piekcentrales op te starten. Door de koellast van gebouwen te verlagen, zou de verf deze pieken kunnen afvlakken, waardoor de druk op het nationale net wordt verminderd en de behoefte aan extra opwekcapaciteit afneemt.
In dichtbebouwde metropolen absorberen en stralen beton, asfalt en onbeschaduwde daken warmte uit, waardoor stedelijke hitte-eilanden ontstaan die enkele graden warmer zijn dan de omliggende landelijke gebieden. Een stadbrede uitrol van een coating met een hoge reflectie zou het albedo van daken en gevels verhogen, waardoor meer zonne-energie terug de ruimte in wordt gestuurd en de temperaturen in de hele stad dalen.
Voor huishoudens met een laag inkomen biedt de verf een passieve, onderhoudsarme oplossing. Het aanbrengen ervan vereist dezelfde gereedschappen en technieken die lokale schilders al kennen, waardoor de initiële kosten over de levensduur van de coating kunnen worden gespreid, terwijl de elektriciteitsrekeningen voor airconditioning drastisch dalen.
Van laboratorium naar markt
Het team van Purdue heeft de formule zo ontworpen dat deze naadloos aansluit op bestaande industriële verfproductielijnen. Er is geen radicale herinrichting van de machines nodig, een factor die de weg van het laboratorium naar de winkel versnelt. Het project kreeg steun van Purdue's Cooling Technologies Research Center en het U.S. Air Force Office of Scientific Research, en de onderzoekers hebben inmiddels patenten aangevraagd. Duurzaamheidstests laten zien dat de coating bestand is tegen barsten en afbladderen, wat een veelgehoorde kritiek op eerdere cool-roof technologieën wegneemt die snel degradeerden onder zware weersomstandigheden.
Conclusie
De ultra-witte verf van Purdue laat zien dat een relatief eenvoudige aanpassing van het materiaal kan leiden tot een enorme sprong in zonne-reflectie, wat een energiezuinige manier biedt om gebouwen en steden te koelen. Voor een land als India, waar stijgende temperaturen zorgen voor een steeds hogere vraag naar elektriciteit en stedelijke hitte-eilanden verergeren, zou de coating een kosteneffectief hulpmiddel kunnen worden in de gereedschapskist voor klimaatadaptatie — mits de economische aspecten van grootschalige uitrol worden aangepakt en de prestaties in de praktijk de belofte waarmaken.