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  TitoloFinestre Smart Auto-regolanti
  Sommario
L’invenzione fa riferimento ad un nuovo concetto di finestra intelligente in cui le funzionalità di oscuramento, produzione di energia ed illuminazione artificiale sono integrate su un unico subtrato (vetro o plastica). Grazie all’impiego di materiali multifunzionali e un design innovativo dell’architettura, la seguente tecnologia è pertanto in grado di produrre energia per conversione fotovoltaica, modulare in modo dinamico le proprietà termiche ed il cambiamento di colore e trasparenza della vetrata per effetto elettrocromico, ed infine produrre luce artificiale mediante la tecnologia OLED. L’originalità e la peculiarità di questa invenzione risiede inoltre nella possibilità di fabbricare la tecnologia su un unico substrato mediante processi a basso impatto ambientale e di essere installata su qualsiasi tipo di finestra senza essere sostituita.
  Stato della tecnica
La realizzazione di sistemi elettrocromici multifunzionali altamente performanti, dotati di stabilità strutturale e meccanica, durabilità rispetto a processi degradativi e potenzialmente scalabili su larghe aree, non può prescindere dallo sviluppo e l’ottimizzazione di materiali solidi in grado di condurre ioni ed elettroni ad alte velocità. Ciò rappresenta una sfida scientifica e tecnologica ancora attuale che abbraccia da un lato lo studio dei materiali e del loro comportamento non ideale in sistemi complessi e di interfase, dall’altro quello della ingegnerizzazione di finestre intelligenti di nuova generazione basata su sistemi multifunzione integrati su un unico substrato. Nel dispositivo brevettato vengono impiegati materiali a conduzione mista capaci di traportare sia ioni che elettroni, e materiali optoelettronici, ovvero in grado di trasformare segnali elettrici in segnali ottici, che reagiscono alla luce regolando il livello di oscuramento della vetrata e la produzione di energia. In questo modo è possibile ottenere la doppia funzionalità in un dispositivo con un’architettura semplificata fabbricato tutto su un unico substrato e con una sola stratigrafia ed un singolo lay-out. Diversamente dalle smart windows tradizionali con configurazione side by side, la tecnologia proposta offre pertanto il vantaggio di ottenere la funzionalità elettrocromica e fotovoltaica senza la necessità di affiancarle su doppi substrati, superando così le limitazioni delle soluzioni dello stato dell’arte.
  Invenzione
La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo fotovoltacromico multifunzionale a stato solido, in cui l’energia elettrica prodotta dalle finestre intelligenti regola anche l’oscuramento della vetrata. Il design innovativo di questi dispositivi e l’impiego di materiali altamente innovativi (es.: polimeri elettrolitici) consentono in un unico sistema la tripla funzione di produzione di energia elettrica, oscuramento ed illuminazione artificiale. Come in una comune batteria, detti polimeri elettrolitici interposti tra due materiali elettrocromici hanno la funzione sia di trasportare ioni che di garantire che non si generino dei corto circuiti tra le due semi-celle della batteria. Diversamente dalle comuni batterie, l’utilizzo di tali materiali innovativi permette la variazione delle proprietà ottiche e quindi regola a la trasparenza ed il colore della vetrata. Inoltre, il vantaggio di usare elettroliti e conduttori misti a stato solido rispetto a quelli gel o liquidi è quello di offrire una maggiore stabilità termica ed elettrochimica, una elevata resistenza meccanica, e consentire agevolmente la deposizione dei materiali come film sottili e la scalabilità su larghe aree del dispositivo multifunzionale.
  TitolaritàCNR
  Proprietà industrialeIT Patent Appl. n.102017000064105 filed on 09.06.2017, PCT/EP2018/065146 filed on 08.06.2018
  E-mail di contattovincenzo.maiorano@nanotec.cnr.it
  Tagssmart windows, renewable energy, OLED, finestre, vetri , elettrocromico, fotovoltaico, oled, architettura, edifici sostenibili, illuminazione, artificiale, display, trasparente
  Vantaggi
Dispositivi a stato solido fabbricati su un unico subtrato; impiego di materiali multifunzione; processo di fabbricazione semplificato; design del dispositivo innovativo
  Applicazioni
Integrazione architettonica in edifici; dispositivistica optoelettronica transparente; illuminazione artificiale; display trasparenti
  Stadio di sviluppo
TRL attuale 3/4 con prototipo realizzato. Timing per lo sfruttamento industriale: 18 mesi per scale up del dispositivo con l'obiettivo di realizzare un prototipo 5 X 5 cm (TRL 5-6).
  Immagine n° 1
  Immagine n° 2
  Immagine n° 3

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