VINIF.2020.DA20 – Phát triển các cửa sổ điện hóa thông minh mới cho ứng dụng trong tiết kiệm năng lượng của tòa nhà và chắn nhiệt trên cửa ô tô

Chủ nhiệm dự án
TS. Lê Hoàng Sinh
Tổ chức chủ trì
Viện Nghiên cứu và Đào tạo Việt - Anh

Mục tiêu của dự án:

Dự án này sẽ được thực hiện trong 2 năm, trong đó mục tiêu là phát triển các cửa sổ điện thông minh mới dựa trên việc tối ưu hóa thiết kế thiết bị, hóa chất vật liệu và quy trình sản xuất để sản xuất thành công hai nguyên mẫu cửa sổ điện hóa linh hoạt với kích thước 20×20 cm và 30×30 cm, dùng  Internet of Thing (IOT) để điều khiển qua Wi-Fi, có điện áp hoạt động thấp (<3V), thời gian chuyển mạch nhanh (<20 giây), thời gian tẩy nhanh (<1.0 phút) và có hiệu quả màu cao hơn (> 120 cm2.C-1) so với hiện trạng của nghệ thuật trong các cửa sổ thông minh điện hóa.

Tính cấp thiết của dự án

1. Đây là dự án đầu tiên về phát triển cửa sổ điện hóa hữu cơ linh hoạt, có thể dễ dàng lắp đặt, phục hồi từ cửa sổ kính được triển khai hiện tại hoặc dán trên kính chắn gió ô tô mà không cần thay đổi kính cửa sổ hoặc thiết kế mới.

2. Các cửa sổ điện hóa linh hoạt được đề xuất tạo ra những tiến bộ cập nhật tốt nhất trong các vật liệu điện hóa hữu cơ có thể dễ dàng tổng hợp từ các hóa chất hữu cơ rẻ tiền. Nó cũng cho phép điều chỉnh cấu trúc phân tử phù hợp với tính chất điện hóa của chúng.

3. Cửa sổ điện hóa thông minh được đề xuất sẽ tập trung vào quy trình giải pháp chi phí thấp, tương thích với quy trình sản xuất nhanh để cuộn mà không cần quy trình chân không đắt tiền hiện đang được sử dụng để sản xuất cửa sổ điện hóa thông minh vô cơ đắt tiền.

4. Cửa sổ điện hóa thông minh được đề xuất sẽ góp phần đáng kể vào việc tiết kiệm năng lượng của văn phòng / tòa nhà / phương tiện, dẫn đến giảm phát thải khí nhà kính.

5. Cửa sổ điện hóa thông minh được đề xuất sẽ truyền qua tốt hơn ở trạng thái tẩy (không màu) và màu sâu hơn ở trạng thái màu, dẫn đến cảm giác thoải mái của người cư ngụ tốt hơn.

6. Sự hợp tác đa ngành giữa công nghiệp (doanh nghiệp) và viện nghiên cứu / đại học, từ các lĩnh vực nghiên cứu khác nhau (kỹ thuật điện, tổng hợp hữu cơ, kỹ thuật hóa học đến khoa học vật liệu và kỹ thuật điện tử) trong các dự án này sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho 3 cách (nghiên cứu giáo dục công nghiệp mô hình hợp tác) cho sự phát triển tương lai của công nghệ khác tại Việt Nam.

Tính mới của dự án

1. Các điện cực dẫn trong suốt (TCE) đã được đề xuất là linh hoạt bằng cách sử dụng cập nhật tốt nhất trong trạng thái nghệ thuật trong các điện cực dẫn trong suốt linh hoạt bằng cách sử dụng hỗn hợp các vật liệu dẫn điện cao như dây nano bạc, graphene và polymer dẫn điện. Quy trình giải pháp đơn giản để sản xuất TCE sử dụng công nghệ cuộn-đến-cuộn (R2R) như lớp phủ in, phun áp điện. Công nghệ phủ R2R cho phép giảm chi phí sản xuất TCE so với phương pháp lắng chân không hiện tại cho TCE dựa trên ITO, FTO, AZO ect.

2. Các vật liệu điện hóa hữu cơ (viologen hữu cơ nhỏ và polyme hiệu suất cao) sẽ được tổng hợp với các đặc tính điện hóa phù hợp, cho phép cửa sổ điện hóa thông minh điều khiển điện áp thấp và phương pháp phủ dung dịch dễ dàng (chết khe, phủ thanh). Vật liệu điện hóa hữu cơ rất linh hoạt trong cấu trúc và màu sắc phân tử và có thể dễ dàng tổng hợp từ các hóa chất hữu cơ rẻ tiền. Nó cũng dễ dàng hòa tan trong dung môi cho quá trình phủ dung dịch.

3. Một chất điện phân gel được đề xuất trong dự án này là sự kết hợp tốt nhất của các tính chất điện hóa (độ truyền qua, cửa sổ tiềm năng, độ dẫn ion, độ ổn định) và hiệu quả chi phí.

4. Lắp ráp thiết bị được đề xuất trong đề xuất này cũng dễ dàng sản xuất bằng cách sử dụng quy trình cán để cuộn.

Chủ nhiệm dự án
TS. Lê Hoàng Sinh
Tổ chức chủ trì
Viện Nghiên cứu và Đào tạo Việt - Anh

Tags

Tiến độ dự kiến
01/11/2020
30/06/2021
Giai đoạn 1

– Các vật liệu đổi màu điện hóa có độ truyền qua ở trạng thái chưa áp điện >80%
– Các điện cực trong suốt có độ dẫn điện cao với điện trở <20 ohm/sq, độ truyền qua >80%, sự đồng nhất cao.
– Các hệ chất điện ly rắn có độ bền cơ học tốt, độ truyền qua >80%, cửa số thế điện hóa hoạt động <4.3 V(hệ điện dung propylene carbonate/dimethylcarbonate) và ~4.8 V (hệ diện dung deep eutectic gel) - Mạch điều khiển có thể điều khiển mượt điện thế <0.1V.

30/12/2021
Giai đoạn 2

– Hệ kính đổi màu mềm dẻo có thể chuyển đổi đa sắc
– Phần mềm và ứng dụng điều khiển trên điện thoại iOS và Android
Sản phẩm:
– 01 báo cáo tổng hợp giai đoạn 2
– 01 chấp nhận đơn hợp lệ sở hữu trí tuệ trong nước
– 02 bài báo công bố trên tạp chí uy tín (Q1)

30/10/2022
Giai đoạn 3

– Mẫu thử nghiệm 30 cm x 30 cm tích hợp bộ điều khiển thông minh
– Mô hình nhà và xe được tích hợp kính thông minh
Sản phẩm:
– 01 báo cáo tổng hợp nghiệm thu đề tài
– 01 chấp nhận đơn hợp lệ sở hữu trí tuệ trong nước
– 03 bài báo công bố trên tạp chí uy tín (Q1)
– 01 Mẫu thử nghiệm cửa sổ điện hóa thông minh (Mẫu 30 cm x 30 cm)