据统计,2018年,我国工民建空调制冷用电高达27852亿度,居世界首位,其中的65.1%源自于燃烧化石资源,其结果,造成不可再生能源的日渐枯竭,增加了二氧化碳排放,加剧雾霾形成,同时,空调的主动制冷只是将热量从内部空间散发到外部环境,不可避免增强了城市热岛效应。
但是,日间被动辐射制冷无需耗电就可以将内部空间的热量以红外辐射的形式散发到大气层及外太空。因此,有利于节能减排,缓解城市热岛效应和全球气候变暖趋势,实现碳达峰和碳中和的国家发展战略目标。
我们知道,红外枪和探测器之所以能够测温和探测目标,是因为所有的物体都在以红外辐射形式向外散热。因此,从原理上讲,当一个日间面向天空的表面以红外形式向外散发的热量大于表面吸收进来的大气红外辐射热、太阳短波辐射热以及环境以传导和对流方式进来的热量时,就会出现表面温度低于环境气温的日间辐射制冷现象。这就严格要求表面的太阳反射率不低于94%,红外辐射率越高越好。
然而,知易行难!原理看似简单,但因为不存在满足该条件的材料,直到2014年,斯坦福大学范汕洄教授的研究团队通过在硅晶板上镀银的方法先把表面的太阳反射率提高到97%,再在银上交替镀上七层大气窗口选择性辐射材料二氧化硅和二氧化铪将表面的选择性红外辐射率提高到65%,在压制传导和对流传热的条件下,于人类科学史上首次实验成功观察到阳光直射下表面温度低于环境气温5℃左右的日间辐射制冷现象。自此,在世界范围内掀起日间辐射制冷技术研究的热潮,另有6篇Science期刊有关日间被动辐射制冷技术的加持就是最好的明证。而我们自己去年也在Advancedmaterials 和Solarenergy materials and solar cells 上发表3篇论文,影响因子总和45.383,与两个顶刊的影响因子相当。
但是,日间被动辐射制冷无需耗电就可以将内部空间的热量以红外辐射的形式散发到大气层及外太空。因此,有利于节能减排,缓解城市热岛效应和全球气候变暖趋势,实现碳达峰和碳中和的国家发展战略目标。
我们知道,红外枪和探测器之所以能够测温和探测目标,是因为所有的物体都在以红外辐射形式向外散热。因此,从原理上讲,当一个日间面向天空的表面以红外形式向外散发的热量大于表面吸收进来的大气红外辐射热、太阳短波辐射热以及环境以传导和对流方式进来的热量时,就会出现表面温度低于环境气温的日间辐射制冷现象。这就严格要求表面的太阳反射率不低于94%,红外辐射率越高越好。
然而,知易行难!原理看似简单,但因为不存在满足该条件的材料,直到2014年,斯坦福大学范汕洄教授的研究团队通过在硅晶板上镀银的方法先把表面的太阳反射率提高到97%,再在银上交替镀上七层大气窗口选择性辐射材料二氧化硅和二氧化铪将表面的选择性红外辐射率提高到65%,在压制传导和对流传热的条件下,于人类科学史上首次实验成功观察到阳光直射下表面温度低于环境气温5℃左右的日间辐射制冷现象。自此,在世界范围内掀起日间辐射制冷技术研究的热潮,另有6篇Science期刊有关日间被动辐射制冷技术的加持就是最好的明证。而我们自己去年也在Advancedmaterials 和Solarenergy materials and solar cells 上发表3篇论文,影响因子总和45.383,与两个顶刊的影响因子相当。