Xây dựng một tương lai bền vững

Riêng ngành xây dựng chịu trách nhiệm cho hơn 101.700 tấn CO2 trong tổng lượng CO2 toàn cầu.₂ Lượng khí thải này cao gấp năm lần so với lượng khí thải từ ngành hàng không toàn cầu. Một trong những nguồn gây ra lượng khí thải carbon lớn nhất là bê tông và thành phần chính của nó, xi măng. Nếu ngành xi măng toàn cầu là một quốc gia riêng biệt, nó sẽ là quốc gia có lượng khí thải CO₂ lớn thứ ba thế giới.₂ là quốc gia phát thải lớn thứ hai sau Trung Quốc và Hoa Kỳ. Tin tốt là một sự xem xét lại triệt để về môi trường xây dựng đang được tiến hành để giảm đáng kể lượng khí thải carbon và chuyển từ mô hình hiện tại sang một hệ thống khép kín, bền vững.

 

Tin vui

Nhiều tiến bộ đang được thực hiện để phát triển và đưa ra thị trường một loạt các vật liệu và phương pháp mới cho môi trường xây dựng nhằm hướng tới sự bền vững cho hiện tại và tương lai. Điều này bao gồm thế hệ xi măng và bê tông thân thiện với môi trường tiếp theo, không chỉ có thể giảm đáng kể lượng khí thải carbon mà còn có tiềm năng biến bê tông thành vật liệu âm carbon theo thời gian. Các nhóm nghiên cứu trên toàn thế giới cũng đang tham gia vào những công trình đột phá để phát triển các loại bê tông thay thế chuyên dụng có thể thực hiện các chức năng như thu giữ, lưu trữ và truyền tải năng lượng mặt trời dưới dạng điện hoặc ánh sáng mà không tốn chi phí vận hành hoặc phát thải độc hại.

 

Các vật liệu tự nhiên như gỗ cũng đang được xem xét lại như một phần giải pháp cho môi trường xây dựng. Những tiến bộ trong gỗ kỹ thuật không chỉ giúp việc xây dựng các tòa nhà cao tầng bằng dầm gỗ kỹ thuật thay vì thép trở nên khả thi về mặt kết cấu mà còn cả về mặt kinh tế. Gỗ kỹ thuật còn có những lợi ích khác, bao gồm khả năng hấp thụ carbon, làm mát thụ động và sức khỏe tổng thể mà vật liệu tự nhiên này mang lại.

 

Thêm vào danh sách, những tiến bộ mới trong công nghệ nano đang cho phép triển khai các mặt tiền tòa nhà tự điều chỉnh, trong khi những đột phá trong hệ thống HVAC đang giúp giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng. Không có giải pháp nào là chìa khóa duy nhất. Đây là trường hợp mà càng có nhiều ý tưởng hay thì càng tốt. Biến rừng bê tông thành xanh: Bê tông có ở khắp mọi nơi. Mỗi năm, hơn 10 tỷ tấn bê tông được tiêu thụ trên toàn thế giới, khiến nó trở thành vật liệu nhân tạo được sử dụng nhiều nhất trên hành tinh - và là chất được sử dụng nhiều thứ hai trên Trái đất sau nước.

 

Để đáp ứng nhu cầu bê tông ngày càng tăng trên toàn cầu, hiện nay mỗi năm sản xuất hơn 4,5 tỷ tấn xi măng. Và quá trình sản xuất xi măng—ít nhất là theo cách sản xuất hầu hết các loại xi măng Portland tiêu chuẩn hiện nay—là một quá trình tiêu tốn nhiều năng lượng và thải ra lượng lớn CO₂.₂.

 

Nguồn phát thải chính là quá trình sản xuất clinker, đòi hỏi phải nung đá vôi ở nhiệt độ lên tới 1.500 độ C—cao gấp đôi nhiệt độ dung nham nóng chảy. Mặc dù năng lượng sử dụng chủ yếu đến từ nhiên liệu hóa thạch, nhưng có tới 601.700 tấn khí thải carbon đến từ các phản ứng hóa học diễn ra trong quá trình sản xuất clinker.

 

Xi măng thân thiện với môi trường

Một giải pháp cho xi măng là thay thế clinker bằng một vật liệu khác thân thiện hơn. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Princeton đã chỉ ra rằng có thể tạo ra các vật liệu giống xi măng bằng cách sử dụng các sản phẩm phụ tái chế từ các hoạt động công nghiệp, bao gồm xỉ thép, tro bay từ các nhà máy điện đốt than và một số loại đất sét nhất định. Mặc dù vẫn đang trong giai đoạn phát triển, kỹ thuật này - với lợi ích bổ sung là tái chế chất thải công nghiệp và thu giữ carbon - có thể làm giảm lượng CO₂ thải ra.₂ Lượng khí thải có thể giảm tới 801 tấn so với sản xuất xi măng Portland truyền thống.

 

Một giải pháp khả thi khác đang được phát triển tại Phòng thí nghiệm Hóa học Vật liệu Xây dựng thuộc UCLA là một loại vật liệu độc đáo giống xi măng được sản xuất bằng cách tái chế CO2 từ khí thải carbon công nghiệp mà không cần xử lý thêm. Nhóm nghiên cứu UCLA gọi loại vật liệu này là “CO2”.₂”N-CRETE” được sản xuất bằng cách sử dụng CO đã được thu giữ.₂ Từ khí thải, người ta thu gom và kết hợp nó với các nguyên tố khác để kích hoạt phản ứng hóa học, sau đó sản phẩm được chế tạo bằng máy in 3D. Dự án thí điểm hiện tại đang sản xuất tới 10 tấn mỗi ngày và trong giai đoạn hai, sản lượng dự kiến sẽ đạt 100 tấn mỗi ngày.

 

Tại Anh, các nhà nghiên cứu tại Đại học Aberdeen đang nghiên cứu một thiết bị mà họ gọi là Máy Thu Giữ Carbon. Thiết bị này thu giữ CO₂.₂ và chuyển hóa nó thành các vật liệu có thể thay thế canxi cacbonat nghiền mịn — một loại CO khác₂- một thành phần tiêu hao nhiều được sử dụng để sản xuất bê tông. Mặc dù vẫn đang trong giai đoạn phát triển ban đầu, công nghệ này có thể đóng vai trò quan trọng trong việc loại bỏ CO₂.₂ từ quá trình sản xuất bê tông.

 

Sửa chữa các vết nứt

Một vấn đề lớn với bê tông hiện đại là độ bền kém. Nhiều công trình bê tông hiện đại bắt đầu xuống cấp trong vòng 50 năm. Việc sửa chữa rất tốn kém và nhiều công trình đơn giản là bị phá bỏ mà không có phương pháp tái chế hiệu quả. Nhưng nếu bê tông có thể tự sửa chữa thì sao?

 

Ý tưởng này không hề xa vời – người La Mã cổ đại đã phát triển hỗn hợp bê tông tự phục hồi hơn 2.000 năm trước và chúng đã vượt qua thử thách của thời gian. Phân tích gần đây cho thấy người La Mã đã tạo ra bê tông của họ từ hỗn hợp tro núi lửa và đá, vôi và nước biển. Quá trình này – mà khoa học hiện đại vẫn chưa thể tái tạo hoàn toàn – khiến một loại khoáng chất thủy nhiệt hiếm gặp phát triển, làm tăng độ bền của bê tông theo thời gian.

 

Ngày nay, các nhà nghiên cứu đang nỗ lực tìm ra giải pháp để phát triển xi măng tự phục hồi nhằm đáp ứng nhu cầu của thế giới hiện đại. Một nhóm nghiên cứu từ Đại học Delft ở Hà Lan đã đi tiên phong trong việc phát triển hỗn hợp bê tông được bổ sung vi khuẩn, cho phép bê tông tự hàn gắn các vết nứt và rạn. Vi khuẩn tự nhiên sản sinh ra đá vôi khi tiếp xúc với không khí và nước. Do đó, vật liệu mới này không chỉ loại bỏ nhu cầu sửa chữa tốn kém mà còn thực sự làm tăng cường độ bền của các công trình bê tông theo thời gian. Vật liệu này có thể được sử dụng không chỉ cho các công trình xây mới mà còn để sửa chữa các công trình hiện có. Việc trộn vi khuẩn vào các loại gel chuyên dụng trước khi thêm vào xi măng cho phép quá trình tự phục hồi diễn ra trong nhiều thế kỷ.

 

Bạn có nhìn thấy ánh sáng không?

Một phát minh đột phá khác trong lĩnh vực xi măng và bê tông - với nhiều ứng dụng tiềm năng - là sự phát triển của xi măng phát quang: loại xi măng thực sự phát sáng trong bóng tối.

 

Các nhà nghiên cứu ở Mexico đã phát minh ra một hỗn hợp xi măng có khả năng hấp thụ và lưu trữ ánh sáng mặt trời vào ban ngày, sau đó phát ra ánh sáng (hiện tại là các sắc thái xanh lam hoặc xanh lục) trong 12 giờ vào ban đêm. Vật liệu này có thể được sử dụng để chiếu sáng các công trình như đường cao tốc, đường dành cho xe đạp và các tòa nhà chỉ bằng năng lượng hấp thụ từ ánh sáng mặt trời vào ban ngày. Nó có tuổi thọ lên đến 100 năm.

 

Nhóm nghiên cứu đã tìm ra một phương pháp khéo léo để biến đổi cấu trúc vi tinh thể của xi măng thông thường (khiến nó trở nên mờ đục) thành một loại gel có khả năng hấp thụ và phát ra ánh sáng. Vật liệu này cũng thân thiện với môi trường, vì nó được làm từ cát, bụi hoặc đất sét và chất thải duy nhất trong quá trình sản xuất là hơi nước. Dự án đã thu hút sự chú ý quốc tế và một số công ty đang bắt đầu triển khai sản xuất.

 

Sức mạnh cứng rắn

Một phát minh mang tính đột phá khác trong tương lai là xi măng dẫn điện. Xi măng dẫn điện hiện đang được sử dụng trong các lĩnh vực như tiếp địa điện, chống sét, chống nhiễu điện từ và sản xuất điện năng từ nhiệt điện. Hiện nay, nhiều nhóm nghiên cứu trên khắp thế giới đang nỗ lực tìm ra nhiều cách để nâng cao khả năng dẫn điện của bê tông, đưa các ứng dụng của nó lên một tầm cao mới.

 

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Leeds ở Anh đã phát triển một hợp chất xi măng sử dụng các ion kali để dẫn điện. Điều này cho phép các cấu trúc bê tông hoạt động như pin để lưu trữ và phát ra năng lượng không dây. Điều đó có nghĩa là nhà cửa và văn phòng của chúng ta, về cơ bản, có thể tự cung cấp năng lượng cho chính mình.

 

Một bước đột phá khác đang được nghiên cứu là hỗn hợp xi măng pha graphene, mà nhà phát triển của nó, công ty Talga của Úc, tuyên bố hoạt động giống như bộ phận làm nóng của bếp điện. Ứng dụng tiềm năng của loại bê tông "năng lượng" này là vô cùng lớn: từ sàn nhà có hệ thống sưởi đến đường sá và vỉa hè có hệ thống sưởi, tạo ra một phương pháp an toàn và thân thiện với môi trường để loại bỏ băng giá vào mùa đông.

 

Có lẽ khả năng thú vị nhất là xi măng dẫn điện có thể cho phép sạc không dây cho xe điện - cả khi đang chạy hoặc khi đang đỗ - bằng cách sử dụng năng lượng mặt trời được hấp thụ bởi bề mặt bê tông của đường cao tốc hoặc bãi đỗ xe.

 

Đây là loại công nghệ mang tính đột phá, có thể giúp cho trong tương lai không xa, xe điện sẽ thay thế ô tô và xe tải chạy bằng nhiên liệu hóa thạch, loại bỏ một nguồn phát thải CO2 khổng lồ.₂ khí thải.

 

Ferrock sẽ ra tay cứu giúp?

Ferrock—một loại vật liệu giống bê tông màu gỉ sét mang tính cách mạng, được phát hiện tình cờ vài năm trước bởi một nhà hóa học môi trường ở Hoa Kỳ—là một chất đơn giản nhưng đáng kinh ngạc. Được làm chủ yếu từ bụi sắt và silica (thủy tinh nghiền), cả hai đều dễ dàng có được từ quá trình tái chế, Ferrock thực sự hấp thụ chứ không phát thải CO₂.₂ Trong quá trình sản xuất, nó trở thành vật liệu xây dựng có lượng khí thải carbon âm.

 

Việc nghiên cứu về cơ chế hoạt động của vật liệu này vẫn đang tiếp diễn, nhưng về bản chất, CO₂ Nó phản ứng với gỉ sắt để tạo thành sắt cacbonat, giúp giữ lại khí nhà kính từ khí quyển. Ngoài ra, Ferrock được sản xuất mà không cần nhiệt độ cao và cũng trở nên bền hơn khi tiếp xúc với nước biển. Ferrock mạnh hơn xi măng Portland gấp năm lần và dẻo hơn nhiều, do đó phù hợp hơn bê tông truyền thống để chịu được hoạt động địa chấn và các quy trình công nghiệp. Hiện vẫn đang trong giai đoạn phát triển, dự kiến sẽ sớm được sản xuất thương mại.

 

Từ Trái Đất đến Sao Hỏa và trở lại

Một nhóm kiến trúc sư và nhà thiết kế tại Mỹ đang nỗ lực phát triển một nguyên mẫu môi trường sống để hỗ trợ sự sống của con người trên sao Hỏa có thể đã phát minh ra vật liệu xây dựng bền vững tối ưu cho tương lai trên Trái đất.

 

Công ty thiết kế AI SpaceFactory đã giành được nửa triệu đô la từ NASA cho nguyên mẫu nhà ở trên sao Hỏa MARSHA. Thiết kế mang phong cách vũ trụ này sử dụng vật liệu xây dựng đặc chế có tên là composite bazan sinh học, được làm từ các loại cây trồng như ngô và mía và được chế tạo bằng công nghệ in 3D. Vật liệu này đã được NASA chứng nhận là bền và chắc hơn bê tông.

 

Lấy cảm hứng từ MARSHA, nhóm nghiên cứu đã tập trung sự chú ý vào nghiên cứu trong nước và cho ra đời TERA, một phiên bản MARSHA thân thiện với môi trường sử dụng cùng loại polyme có nguồn gốc thực vật. TERA là minh chứng cho ý tưởng xây dựng trong tương lai. Vật liệu xây dựng này có thể tái chế và phân hủy sinh học, đồng thời bền chắc hơn bê tông truyền thống.

 

Gỗ là vật liệu thay thế mới cho bê tông.

Một vật liệu xây dựng truyền thống khác đang được xem xét lại cho thế kỷ 21 là gỗ, đang trở lại mạnh mẽ với vai trò là vật liệu xây dựng vì những lý do chính đáng. Với việc quản lý rừng đúng cách, gỗ là một vật liệu xây dựng bền vững, có khả năng hấp thụ và giữ lại CO₂.₂ từ khí quyển.

 

Sự thay đổi lớn trong thế giới gỗ chính là sự phát triển không ngừng của gỗ kỹ thuật – một loại gỗ siêu việt, mạnh hơn, nhẹ hơn và chống cháy tốt hơn cả thép. Một số kiến trúc sư hiện nay mô tả nó như là bê tông của tương lai.

 

Một trong những loại quan trọng nhất là gỗ dán nhiều lớp (CLT). Được phát triển lần đầu tiên tại Áo vào những năm 1990, CLT về cơ bản là một loại ván ép siêu bền được tạo ra bằng cách lấy các tấm ván từ các loại gỗ khác nhau và liên kết chúng lại với nhau theo góc vuông. Các công trình CLT có thể được chế tạo sẵn ngoài công trường với độ chính xác cao, cho phép chúng được lắp ráp gần giống như các khối Lego tại công trường bởi một nhóm công nhân tương đối nhỏ.

Tốc độ và sự dễ dàng trong xây dựng giúp tiết kiệm cả thời gian và tiền bạc.

Mặc dù không hoàn toàn mới, việc sử dụng gỗ kỹ thuật trong xây dựng đã tăng tốc trong những năm gần đây. Năm 2003, lượng tiêu thụ CLT trên toàn thế giới chỉ là 2.000 mét khối. Đến năm 2018, con số này đã vượt quá một triệu tấn.

 

Lâu đài làm bằng CLT

Hiện nay, phần lớn gỗ dán nhiều lớp (CLT) được sử dụng để xây dựng các tòa nhà dân cư và công nghiệp thấp tầng và trung tầng, bao gồm văn phòng và nhà kho. Nhưng khi việc sử dụng gỗ kỹ thuật ngày càng phổ biến và các quy định xây dựng được sửa đổi để cho phép xây dựng các công trình bằng gỗ cao hơn, chúng ta sẽ thấy nhiều hơn những gì trước đây chúng ta chưa từng thấy nhiều: những tòa nhà chọc trời bằng gỗ.

 

Ứng cử viên mới nhất cho danh hiệu công trình bằng gỗ cao nhất thế giới là tòa tháp Canada Earth Tower ở Vancouver, vừa được công bố gần đây. Kế hoạch xây dựng tòa nhà 40 tầng này bao gồm 200 căn hộ và các khu vườn thẳng đứng ngoài trời. Canada - với nguồn cung gỗ bền vững dồi dào - hiện đang có hơn 500 dự án xây dựng các tòa nhà gỗ cao trung bình đang được thi công.

 

Nhật Bản cũng là một quốc gia tiên phong trong lĩnh vực xây dựng nhà chọc trời bằng gỗ. Năm ngoái, Tập đoàn Sumitomo đã công bố kế hoạch xây dựng tòa nhà chọc trời bằng gỗ cao nhất thế giới tại Tokyo. Tòa nhà 70 tầng, có tên gọi W350, sẽ cao 350 mét khi hoàn thành và được làm từ sự kết hợp giữa gỗ và thép.

 

Ngoài những lợi ích về môi trường và chi phí, gỗ còn có một ưu điểm khác: con người thích nó. Mặc dù cần thêm nghiên cứu, nhưng từ lâu người ta đã biết gỗ giúp con người cảm thấy tốt hơn: nó giảm căng thẳng, cải thiện chất lượng không khí và thúc đẩy sức khỏe tổng thể.

 

Gỗ nano thật tuyệt

Một phát minh thú vị khác trong lĩnh vực gỗ là "gỗ nano" được các nhà nghiên cứu tại Đại học Maryland phát triển. Vật liệu mới này

Nó có tầm ảnh hưởng rộng lớn như một chất làm mát thụ động cho cả các tòa nhà mới và hiện có.

 

Mặc dù nghe có vẻ công nghệ cao, nhưng gỗ nano hóa ra lại khá đơn giản: nhóm nghiên cứu đã phát triển một phương pháp chi phí thấp để lấy gỗ tái chế thông thường và loại bỏ các hợp chất khiến nó bị nâu và cứng. Phần còn lại là một vật liệu dạng gỗ chỉ được tạo thành từ các sợi nano cellulose và các khoảng trống tự nhiên vận chuyển nước và chất dinh dưỡng bên trong một cây sống. Vật liệu này sau đó được nén lại để khôi phục độ bền, và một hợp chất kỵ nước được thêm vào để làm cho nó chống thấm nước.

 

Kết quả là một loại “gỗ” màu trắng sáng, vừa cực kỳ hiệu quả trong việc phản xạ và tản nhiệt, vừa cực kỳ bền chắc: bền hơn gỗ gấp mười lần và bền hơn thép gấp ba lần. Hai đặc tính này làm cho nano-gỗ trở nên lý tưởng làm vật liệu xây dựng, đặc biệt là cho mái ngói và mặt tiền. Các thử nghiệm cho thấy nó hiệu quả hơn 10% trong việc ngăn nhiệt so với xốp polystyrene hoặc silica aerogel và bền hơn tới 30 lần. Cấu trúc nano tự nhiên của vật liệu cho phép nó giữ nhiệt độ thấp hơn tới 4 độ C so với không khí xung quanh, ngay cả trong thời điểm nóng nhất trong ngày.

 

Gỗ nano có chi phí sản xuất thấp (hiện nay khoảng 7 USD/mét vuông) và lý tưởng cho cả công trình xây mới lẫn cải tạo các tòa nhà hiện có. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng đối với các tòa nhà được xây dựng sau năm 2004, nó có thể giảm chi phí năng lượng hơn 201.000 tấn. Đối với các tòa nhà cũ hơn, mức tiết kiệm thậm chí còn cao hơn.

 

Gương mặt của tương lai

Các mặt tiền hoàn toàn bằng kính đã trở thành đặc điểm nổi bật của cảnh quan đô thị hiện đại. Những tòa nhà như vậy có thể trông rất phong cách và bóng bẩy, nhưng trên thực tế, chúng cũng là những nhà kính khổng lồ bị hấp thụ nhiệt bởi ánh nắng mặt trời và cần một lượng năng lượng khổng lồ để làm mát.

Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế, lượng năng lượng sử dụng để làm mát các tòa nhà đã tăng gấp đôi kể từ năm 2000 và hiện chiếm khoảng 141.700 tấn trong tổng lượng năng lượng tiêu thụ. Chi phí môi trường cao của các mặt tiền hoàn toàn bằng kính đã dẫn đến một chiến dịch ngày càng lớn mạnh với nhiều tiếng nói nổi bật kêu gọi cấm chúng. Trong khi cuộc tranh luận vẫn đang diễn ra, những đột phá mới có thể mang lại giải pháp.

 

Mặt tiền cân bằng nội môi

Mặt tiền tự điều chỉnh (homeostatic) có thể là yếu tố thay đổi cuộc chơi đối với các công trình kiến trúc trong tương lai.

 

Được phát triển bởi một nhóm kiến trúc sư tại Mỹ, hệ thống này sử dụng một dải ruy băng công nghệ cao được dệt bên trong khoang kính hai lớp, có khả năng co lại hoặc giãn ra tùy thuộc vào nhiệt độ bên ngoài. Dải ruy băng linh hoạt này được làm từ một loại vật liệu polymer đặc biệt gọi là chất điện môi, có thể phân cực với mức tiêu thụ năng lượng rất thấp. Các dải ruy băng phản ứng với sự thay đổi nhiệt độ và co lại để cho hơi ấm đi vào hoặc giãn ra để chắn ánh nắng mặt trời.

 

Rừng thẳng đứng

Một xu hướng mới khác cho mặt tiền của tương lai là biến nó thành một không gian xanh đúng nghĩa. Các kiến trúc sư và nhà phát triển ngày càng coi vườn thẳng đứng là một cách lý tưởng để giảm chi phí làm mát đồng thời đóng góp đáng kể vào việc giảm lượng khí thải CO₂.₂ giảm thiểu và làm sạch không khí đô thị.

 

Một ví dụ điển hình là dự án Bosco Verticale (Rừng Thẳng đứng) từng đoạt giải thưởng tại Milan, do Stefano Boeri Architects thiết kế. Hoàn thành vào năm 2014, hai tòa tháp dân cư song sinh cao 116 mét và 76 mét, chứa hơn 800 cây xanh và 14.000 cây thuộc hơn 100 loài.

 

Nhóm này cũng đã giành được hợp đồng thiết kế Thành phố Rừng Lưu Châu ở Trung Quốc - dự án rừng thẳng đứng tham vọng nhất thế giới cho đến nay. Kế hoạch bao gồm việc xây dựng các căn hộ cho 30.000 người bên trong một loạt các tòa nhà chọc trời phủ đầy cây xanh, với 40.000 cây xanh và một triệu cây trồng khác.

 

Mỗi năm, cây xanh tại Thành phố Rừng Lưu Châu dự kiến sẽ hấp thụ 10.000 tấn CO₂.₂ và 57 tấn chất gây ô nhiễm không khí đồng thời sản sinh ra khoảng 900 tấn oxy. Dự án sẽ làm giảm nhiệt độ không khí trung bình trong khu vực, tạo ra các rào cản tiếng ồn và thúc đẩy đa dạng sinh học bằng cách tạo môi trường sống cho chim và côn trùng.

 

Kiểm soát khí hậu

Một bước phát triển ít gây chú ý hơn nhưng không kém phần quan trọng đối với môi trường xây dựng là một bước đột phá mới giúp các hệ thống điều hòa không khí hiện có trong các tòa nhà hoạt động hiệu quả hơn gấp bội.

 

Hệ thống sưởi, thông gió và điều hòa không khí (HVAC) sử dụng trao đổi nhiệt hỗn loạn là cách mà phần lớn các tòa nhà trên thế giới điều chỉnh khí hậu bên trong. Các hệ thống này đóng góp đáng kể vào mức tiêu thụ năng lượng của môi trường xây dựng trên toàn thế giới.

 

Một nhóm các nhà nghiên cứu đến từ Mỹ và Trung Quốc đang tạo nên làn sóng trong lĩnh vực HVAC (Hệ thống điều hòa không khí và thông gió) với một phát minh tương đối nhỏ nhưng có tiềm năng lớn. Nhóm nghiên cứu đã lấy một hợp chất hữu cơ có tên là HFE, vốn là chất lỏng duy nhất được sử dụng trong một số hệ thống trao đổi nhiệt, và thêm nó vào một hệ thống trao đổi nhiệt dựa trên nước để xem điều gì sẽ xảy ra.

 

Sau ba năm nghiên cứu và thử nghiệm, kết quả thật ấn tượng. Nhóm nghiên cứu đã xác định rằng việc thêm 1% HFE vào hệ thống HVAC trao đổi nhiệt bằng nước có thể tăng hiệu suất của hệ thống lên đến 500%, vì các giọt HFE trong nước giúp tăng tốc quá trình trao đổi nhiệt trong toàn hệ thống.

 

Một hạn chế hiện tại của bước đột phá này là nó chỉ hoạt động với trao đổi nhiệt theo phương thẳng đứng. Các điều chỉnh đang được tiến hành để sửa đổi kỹ thuật này cho các hệ thống trao đổi nhiệt theo phương ngang.