可扩展的细菌纤维素基辐射冷却材料,具有可切换的透明度,用于热管理和增强的太阳能收集

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 可持续能源 可持续能源
• 纳米技术纳米技术

背景情况:

• 辐射冷却材料对于智能热管理和节能建筑至关重要.
• 对太阳能传导率和热辐射的动态控制是先进应用的关键.

研究的目的:

• 设计和制造基于生物合成细菌纤维素 (BC) 的辐射冷却 (Bio-RC) 材料,具有可切换的太阳透射率.
• 评估这些材料在太阳反射,热辐射和冷却效应方面的性能.
• 为了证明Bio-RC材料与半透明太阳能电池的集成,以提高能量转换.

主要方法:

• 在现场培养细菌纤维素纳米纤维与二氧化微球纠.
• 太阳透射率,太阳反射率和中红外辐射率的表征.
• 在太阳辐射下测量环境下温度下降.
• 与半透明太阳能电池的集成和性能评估.

主要成果:

• 开发的Bio-RC膜具有高太阳反射 (95.3%) 和高中红外辐射率 (93.4%).
• 在湿时可以在不透明和透明状态之间实现可切换的太阳透射率.
• 在中午观察到平均环境温度下降约3.7°C.
• 与光相比,与太阳能电池的集成提高了功率转换效率 (不透明状态:0.92%,透明状态:0.57%) 和裸体电池 (0.33%).

结论:

• 证明了基于生物合成细菌纤维素的可切换辐射冷却材料的可扩展制造.
• 这些Bio-RC材料显示出被动冷却和增强太阳能收集的巨大潜力.
• 概念验证模型房子说明了这些材料在节能建筑中的实际应用.