産総研、常温/大気中で作製可能なガスクロミック方式調光膜を開発

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今回開発した調光膜の水素ガス導入による色の変化例 水素ガス導入前(左)と導入後(右)

産業技術総合研究所は2017年12月5日、調光ガラスなどに利用できる、常温/大気中で簡単に作製できるガスクロミック方式の調光膜を開発したと発表した。

調光膜は、電気や熱、周辺のガス雰囲気などによって光の透過量や反射量を調整できる。調光ガラスに応用すれば、透明状態と着色状態を切り替えて太陽光の熱を取り込む量を調整し、空調の負荷を減らすことができる。

現在代表的な調光膜は、エレクトロミック方式の酸化タングステン系調光膜だが、この方式での調光ガラスは構造が複雑で製造コストが高い、透明時の近赤外線領域での透過率が低い、などの課題があった。また、「マグネトロンスパッタリング法」などの真空蒸着を用いる作製方法では、高価な装置が必要だった。

今回の研究では、ガスクロミック方式の酸化タングステン系調光膜を、真空蒸着法ではなく低コストの化学溶液法で作製するためのコーティング液を開発。従来化学溶液法では数百℃の高温焼成工程が必要であったが、このコーティング液を利用することで基板に塗布した後に常温の大気中で乾燥させるだけで、水素ガス応答性に優れた酸化タングステン調光膜を作製できる。これにより、耐熱性の低いプラスチック系シート上などへの成膜が可能になった。

また、従来のガスクロミック方式の調光ガラスは、ガラス基板上に調光膜と触媒膜の2種類の膜をそれぞれ積層して作製されるが、今回開発したコーティング液を用いることで、1種類のみの膜でガスクロミック膜として機能させることができ、時間あたりの作製量を増やすことができる。

今後は、開発したコーティング液の安定性や作成した調光膜の耐久性評価を実施。さらに、大型のガラスやプラスチック系シートへの適用も検討し、住建築物や自動車などの窓ガラスへの応用を目指す。また、透過率の変化から水素濃度を検出する水素センサーなどへの応用も図る予定だ。

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