阶段过渡材料衍生光子元材料用于被动动态太阳能热和冷度采集
Hengliang Wu1, Dan Shang2, Huan Zhang1
1Shanghai Marine Diesel Engine Research Institute, Minhang, Shanghai, 201108 China.
Heliyon
|January 31, 2024
概括
本研究介绍了用于被动,动态热控制的相变元材料. 这些材料具有可调节的太阳吸收率和稳定的热发射率,使建筑物能够高效地控制温度.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 可持续能源 可持续能源
背景情况:
- 建筑气候控制的日益增长的能源需求加剧了能源危机和全球变暖.
- 现有的被动热管理技术 (太阳能加热,辐射冷却) 由于其静态性质,具有季节性和区域性限制.
研究的目的:
- 开发一种用于被动,动态和可调节的辐射热控制的新型相变元材料.
- 为广泛的工程应用解决当前被动热管理解决方案的局限性.
主要方法:
- 使用注入二氧化瓦纳 (VO2) 纳米颗粒和银 (Ag) 支持的聚甲基 (PDMS) 设计了一个元片.
- 研究了超薄膜的自调节太阳吸收率和稳定的热发射率.
- 在各种天气条件下模拟了元片的温度行为,以证明其有效性.
主要成果:
- 设计的元片在特定温度下显示了太阳吸收率从0.96到0.25的显著变化.
- 在整个温度范围内,热发射率几乎保持不变.
- 可以通过调整VO2纳米粒子度和PDMS层厚度来调整光学特征.
结论:
- 换相元材料为建筑物中的被动,动态热调节提供了一个有前途的解决方案.
- 开发的元片展示了有效的太阳能热管理和辐射冷却的潜力.
- 可调节的光学特性允许在不同的应用和气候中定制性能.
