具有近乎理想的太阳反射率和长波红外发射的多孔聚合物双层
Yung Chak Anson Tsang1, Nithin Jo Varghese1, Mathis Degeorges1,2
1Department of Civil & Environmental Engineering, Princeton University, Princeton, NJ, USA.
Nanophotonics (Berlin, Germany)
|December 5, 2024
概括
这项研究介绍了一种基于聚合物的新型辐射冷却器. 创新的设计实现了出色的太阳反射和长波红外发射,即使在具有挑战性的条件下,也能实现显著的环境下冷却.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 光学是什么?光学是什么?光学是什么?
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 辐射冷却提供了一种被动的热管理方法.
- 开发具有高太阳反射率和高长波红外发射率的材料对于高效的辐射冷却至关重要.
- 基于聚合物的解决方案因其可扩展性和成本效益而具有吸引力.
研究的目的:
- 使用聚合物双层架构设计和制造白天辐射冷却器.
- 为了实现近乎理想的太阳反射率和高长波红外辐射,以提高冷却性能.
- 在各种环境条件下评估冷却性能.
主要方法:
- 采用了双层结构,采用多孔的聚乙烯化物-联合化 (P(VdF-HFP)) 上层和聚四乙烯底层.
- 采用纳米结构和材料选择来优化光学性能.
- 进行太阳反射和长波红外发射的实验测量.
- 在潮湿和部分云层条件下测试了辐射冷却器的性能.
主要成果:
- 实现了超白色涂层,太阳反射率大于0.99.
- 获得的近正常和半球长波红外辐射分别约为0.98和0.96.
- 在不利的环境条件下,证明了2.3°C的次环境冷却.
结论:
- 开发的多孔聚合物双层表现出在白天辐射冷却中具有出色的光学性能.
- 可扩展的制造工艺和商用材料使这种设计对实际应用具有前景.
- 该技术具有设备规模和建筑温度调节的潜力,有助于提高能源效率.
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