近日,相关论文以“Pushing Radiative Cooling Technology to Real Applications”为题发表在《Advanced Materials》[1]上。
香港科技大学研究助理教授林崇嘉为第一作者,博士后李克桥、李猛为共同作者,浙江大学李阳研究员和香港科技大学黄宝玲教授为共同作者作为共同通讯作者。
图丨相关论文(来源:Advanced Materials)
课题组结合实验室和产业化经验,在解决实际应用问题的基础上提出了一系列解决方案。
首先,在提高辐射制冷功率方面,通过优化辐射制冷表面的光谱、增强太阳热反射和中远红外热发射,可以显着提高净制冷功率。
此外,采用热障材料、透明覆盖层、热辐射屏蔽等策略还可以有效抑制寄生热传导、对流传热损失和大气辐射吸热,从而提高辐射冷却表面的性能。
其次,无论是外观美学还是功能性方面,通过着色和透明策略,辐射冷却技术可以更好地融入建筑物、车辆、服装等表面材料的现有风格,同时保持原有的功能。和美丽的。
林崇佳解释道:“传统的辐射制冷材料通常只有银色或白色,但在实际应用中,往往需要有色或透明的效果。”
图丨室外辐射传热原理图(来源:Advanced Materials)
第三,在环境适应性方面,不同气候条件下辐射供冷技术应用效果的差异也是一个挑战。
虽然这项技术在夏季高温下有效,但其持续降温效果并不能满足人们在寒冷天气下的实际需求。
因此,如何使辐射制冷技术在需要时提供制冷,不需要时停止制冷,甚至在冬季提供供暖也是重要的研究方向之一。
第四,户外耐久性是辐射制冷材料实际应用中必须考虑的问题。
由于室外环境条件恶劣,如何设计一种能够抵抗恶劣天气影响而不影响其性能的材料结构是实现辐射冷却技术长期稳定应用的关键。
第五,如何实现辐射制冷的规模化制造工艺是产业化的挑战之一。
林崇嘉指出,仅制备小规模样品并不能达到在工业和日常生活中广泛应用的目标。因此,如何利用现有工业手段,在兼顾材料特性的情况下,低成本、规模化生产辐射制冷材料,是实现其商业价值的关键。
图丨辐射制冷实际应用中的五大挑战(来源:先进材料
该综述论文的发表不仅基于研究人员深入的理论研究,而且在实际应用中也取得了显着的成果。
据了解,林崇佳、黄宝玲团队研发的辐射制冷光学镀膜技术已成立蓝世纪公司进行产业转型。他们研发的辐射制冷材料已应用于粮食仓储、电网电气柜、汽车玻璃、建筑幕墙等领域。
辐射制冷技术效果显着的一个典型例子是其在粮食仓储中的应用。该材料能有效保持粮食处于恒定的低温储存环境,减少虫害,延长粮食的保质期。
据介绍,其开发的产品还用作新能源汽车的天窗膜,可实现10摄氏度左右的持续降温,提高乘员舒适度。
此外,公司光学制冷膜已应用于电力设备、大型建筑、石化行业等场景,发挥着降本增效、节能减排的作用。