【引言】
為了降低能源成本、縮短運行時間、減少傳統制冷系統消耗臭氧和CO2排放,或在沒有電制冷的情況下提供緩解措施,采用具有凈制冷能力的廉價、環保的方法是可取的。替代能源密集型冷卻方法之一是被動日間輻射冷卻(PDRC)——一種通過反射太陽光[波長(λ)~0.3至2.5μm]并通過大氣的長波紅外(LWIR)透射窗(λ~8至13μm),將熱量輻射到冷的外部空間,表面自發冷卻的現象。近幾十年來的研究已經產生了多種PDRC設計,包括復雜的發射涂層,如光子結構、介質、聚合物,以及金屬鏡上的聚合物-介質復合材料。雖然效率很高,但這些設計成本高且易受腐蝕。
【成果簡介】
今日,在美國哥倫比亞大學虞南方助理教授和樣遠助理教授(共同通訊作者)團隊的帶領下,與美國阿貢國家實驗室和美國布魯克海文國家實驗室合作,報告了一種簡單,可擴展且廉價的基于相轉化的工藝,用于制造具有優異Rsolar和εLWIR 的分層多孔性的聚合物涂層。具體而言,實現了與襯底無關的半球形Rsolar=0.96±0.03和εLWIR=0.97±0.02的分層多孔聚(偏二氟乙烯-共-六氟丙烯)P(VdF-HFP)HP。這些值導致了極好的PDRC能力,例如,在890和750 W m-2的太陽強度下,低溫室溫度為~6℃,平均冷卻功率為~96 W m-2。性能與先前報告中的相當或超過之前的。因為制造技術是基于室溫和溶液的,所以多孔聚合物涂層可以通過常規方法,如涂漆和噴涂施加到各種表面,例如塑料,金屬和木材。此外,它可以摻入染料以實現顏色和冷卻性能之間的理想平衡。涂層的性能和該技術的類似涂料的便利使其成為實現高性能PDRC的可行方法。相關成果以題為“Hierarchically porous polymer coatings for highly efficient passive daytime radiative cooling”發表在了Science上。
【圖文導讀】
圖1 P(VdF-HFP)HP的形成和光學性質
圖2 P(VdF-HFP)HP的光學性質
圖3 P(VdF-HFP)HP的被動日間輻射冷卻性能
圖4 P(VdF-HFP)HP涂層的多功能性
文獻鏈接:Hierarchically porous polymer coatings for highly efficient passive daytime radiative cooling(Science,2018,DOI:10.1126 / science.aat9513)
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責任編輯:韓鑫
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