具有高反射率填充剂的金字塔纹理光子膜,用于高效的辐射冷却
Yuting Fu1, Le Chen2, Yuao Guo1
1Department of Electrical & Electronic Engineering, Southern University of Science and Technology, Xueyuan Road 1088, Nanshan District, Shenzhen, 518055, China.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|August 19, 2024
概括
研究人员使用微金字塔结构和六角化纳米板开发了先进的光子膜,以实现高效的被动辐射冷却. 这些膜可以达到显著的环境下温度,为冷却挑战提供了有前途的解决方案.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 热力学是一种热力学.
背景情况:
- 被动辐射冷却对于减轻全球变暖和减少主动冷却系统的能源消耗至关重要.
- 当前的辐射冷却设备在实现高效率和有效散热方面面临着挑战.
- 越来越需要先进的材料和结构来提高辐射冷却性能.
研究的目的:
- 开发高效的辐射冷却设备.
- 为了协同优化微金字塔表面结构和六边形化纳米板 (h-BNNs) 进行增强的冷却.
- 为了研究开发的光子膜的热性能和冷却性能.
主要方法:
- 制造具有2D h-BNNs散射填充剂的金字塔纹理光子薄膜.
- 电影的太阳反射率和中红外 (MIR) 发射的表征.
- 通过平面和平面内导热率的测量.
- 在各种条件下对辐射冷却功率和次环境冷却效应的评估.
主要成果:
- 光子膜实现了98.5%的太阳反射率和97.2%的MIR发射率.
- h-BNNs提升了通过平面的导热率至0.496 W m−1 K−1和在平面上的3.175 W m−1 K−1.1.
- 经过优化后的薄膜显示,其辐射冷却功率为201.2W m−2,每日环境下冷却效应高达11°C.
- 即使在内部产生热量和外部太阳辐射的情况下,也实现了5°C的次环境冷却.
结论:
- 微金字塔结构和h-BNNs的协同优化显著提高了辐射冷却性能.
- 开发的光子膜显示了可扩展的环境下辐射冷却应用的巨大潜力.
- 这一战略为开发下一代冷却技术提供了一个有前途的途径.
