Siapa pun yang memiliki dinding bata atau batu tebal mungkin memperhatikan bahwa rumah mereka membutuhkan waktu lama untuk memanaskan atau mendinginkan siang hari. Ini karena selama bertahun-tahun arsitek telah menggunakan bahan massa tinggi, yang memperlambat aliran suhu, sebagai sarana untuk membangun bangunan ramah lingkungan yang pasif. Sementara bahan-bahan ini bekerja dengan baik dalam mengatur fluktuasi suhu, mereka bisa mahal, membutuhkan struktur tambahan dan memakan membangun rekaman persegi. Untungnya, para ilmuwan telah bekerja keras untuk mengembangkan teknologi yang sama, tetapi pada tingkat mikroskopis, dalam bentuk bahan ganti fase.
Ide dasar bangunan pasif dan massa termal, adalah bahan bangunan dengan massa tinggi (air, batu) atau beton) mengumpulkan dan menyimpan panas sepanjang hari, dan kemudian perlahan-lahan lepaskan sebagai suhu tetes. Idealnya teknik desain ini digunakan dalam iklim yang memiliki fluktuasi suhu ekstrem dari siang ke malam, atau musim ke musim. Massa termal membantu efisiensi bangunan, mengurangi kebutuhan akan peralatan pemanas dan pendingin - dan dilakukan tanpa ada bagian yang bergerak.
Bahan-bahan perubahan fasa (PCM) menyediakan massa termal, tetapi dalam skala yang jauh lebih kecil. PCM bekerja dengan melelehkan dan memadat pada suhu tertentu - panas diserap pada kondisi padat, dan kapan bahan mencapai suhu yang telah ditentukan, berubah menjadi cairan dan melepaskan energi yang tersimpan (panas). Ketika suhu turun di bawah tingkat yang telah ditentukan, PCM kembali memadat dan proses berulang. PCM yang paling umum datang dalam bentuk parafin, asam lemak dan garam hidrat, masing-masing dengan kelebihan dan kekurangannya sendiri. Sebagian besar PCM harus dienkapsulasi agar disimpan dan mencegah penguapan dan penyerapan.
Ada beberapa sektor dalam industri bangunan yang ingin memasukkan PCM ke dalam bahan dan produk mereka - beberapa contohnya termasuk drywall, jendela, beton dan isolasi. Misalnya, ketika PCM tertanam ke dalam drywall, seluruh bangunan mampu menyimpan energi, bukan hanya dinding eksteriornya (di mana batu biasanya digunakan). Semua dinding yang dilapisi dengan drywall tertanam PCM mampu menyerap dan melepaskan panas sepanjang waktu untuk mempertahankan suhu yang telah ditentukan dan diinginkan. Dengan menggunakan drywall tertanam dengan PCMs sebagai massa termal, bukan batu atau beton, bangunan mendapatkan persegi rekaman yang biasanya akan hilang ke dinding tebal, dan membutuhkan lebih sedikit dukungan struktural, yang bisa sangat mahal.
Banyak bahan PCM sedang menjalani pengujian karena sangat sulit untuk menyesuaikan setiap produk agar dapat diterapkan untuk berbagai iklim dan kisaran suhu yang diinginkan. Namun, banyak produk PCM sudah diintegrasikan ke dalam industri konstruksi di Eropa dan terlihat baru-baru ini tahun lalu di beberapa entri Solar Decathlon. Ini sepertinya ide yang inovatif namun sederhana, dan kami ingin melihat bagaimana itu berkembang dalam industri bangunan.