移動(dòng)端


當(dāng)前位置：興旺寶>資訊首頁(yè)> 技術(shù)前沿

“冷熱雙吸”新材料的橫空面世！太陽(yáng)和深空24小時(shí)全天候冷熱能量捕獲和利用

2022-05-23 13:31:55來(lái)源：化工儀器網(wǎng) 閱讀量：127 評(píng)論

分享：

導(dǎo)讀：近日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)工程學(xué)院太陽(yáng)能光熱綜合利用安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室裴剛教授，與該校核科學(xué)技術(shù)學(xué)院鄒崇文研究員聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)，創(chuàng)新性提出利用光譜自適應(yīng)調(diào)控機(jī)制對(duì)太陽(yáng)熱源和太空冷源進(jìn)行時(shí)間解耦，突破目前對(duì)太陽(yáng)熱源和太空冷源的單一利用方式。

　　光譜擇性吸收涂層是一種具有對(duì)可見(jiàn)近紅外線高吸收、對(duì)紅外光高反應(yīng)的特種圖層，廣泛運(yùn)用與太陽(yáng)能光熱轉(zhuǎn)換，例如太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)能發(fā)電等。幾十年來(lái)選擇性吸收?qǐng)D層一直是太陽(yáng)能熱利用技術(shù)領(lǐng)域中一向十分活躍的研究課題。而如今，是否有一種材料，能夠分別以太陽(yáng)、太空為熱源、冷源實(shí)現(xiàn)“冷熱雙吸”，并且無(wú)需外部能源消耗，就能持續(xù)捕獲利用太陽(yáng)和深空的冷熱能量，在同一個(gè)材料上實(shí)現(xiàn)“冷熱同體”呢？
 
　　太陽(yáng)和太空是地球能量循環(huán)的終極熱源和終極冷源。光熱轉(zhuǎn)換通過(guò)對(duì)太陽(yáng)輻射直接利用，獲得高溫?zé)崮?。而天空輻射制冷可以將地表能量以紅外輻射形式通過(guò)大氣窗口直接發(fā)射至低溫太空，獲得低溫冷量，實(shí)現(xiàn)對(duì)深空低溫的超遠(yuǎn)距直接利用。然而，目前的光熱轉(zhuǎn)換和天空輻射制冷都依賴于靜態(tài)的光譜選擇性涂層，但兩種過(guò)程存在紅外光譜沖突，目前技術(shù)都是對(duì)單一目標(biāo)、單一功能的利用。有沒(méi)有可能存在一種涂層材料，既能吸熱又能吸冷呢？
 
　　近日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)工程學(xué)院太陽(yáng)能光熱綜合利用安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室裴剛教授，與該校核科學(xué)技術(shù)學(xué)院鄒崇文研究員聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)，創(chuàng)新性提出利用光譜自適應(yīng)調(diào)控機(jī)制對(duì)太陽(yáng)熱源和太空冷源進(jìn)行時(shí)間解耦，突破目前對(duì)太陽(yáng)熱源和太空冷源的單一利用方式。
 
　　研究團(tuán)隊(duì)研制了一種基于二氧化釩相變材料的多層膜光譜選擇性自適應(yīng)涂層，該涂層在白天太陽(yáng)輻照下處于金屬態(tài)，整體涂層太陽(yáng)吸收率為0.89，紅外發(fā)射率僅為0.25，表現(xiàn)為光熱吸收特性；在夜間無(wú)輻照條件下，處于絕緣態(tài)，涂層在大氣窗口波段具有高的發(fā)射率，在其余中紅外波段具有低的發(fā)射率，表現(xiàn)為輻射制冷特性。
 
　　研究團(tuán)隊(duì)解決了光熱轉(zhuǎn)換和輻射制冷存在的紅外光譜沖突，并分別強(qiáng)化其性能，在同一個(gè)材料上實(shí)現(xiàn)‘冷熱同體’，優(yōu)化了空間和成本。實(shí)測(cè)結(jié)果表明，使用了多層膜光譜選擇性自適應(yīng)涂層的實(shí)驗(yàn)器件，表面溫度在白天可以比環(huán)境溫度高170℃，在夜間可以比環(huán)境溫度低20℃，具有白天光熱轉(zhuǎn)換、夜間輻射制冷的自適應(yīng)功能。器件可以24小時(shí)全天候運(yùn)行，極大提升冷熱能量捕獲的綜合效率。
 
　　該項(xiàng)研究不僅發(fā)展了太陽(yáng)能與天空輻射制冷綜合利用理論并提出了多種綜合利用過(guò)程的光譜耦合原則，引入光學(xué)薄膜和光子晶體結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了涂層多截止波長(zhǎng)下的光譜選擇性；并且對(duì)日間天空輻射制冷技術(shù)的研究，通過(guò)高性能光譜選擇性涂層的開(kāi)發(fā)、低熱損系統(tǒng)研制以及輻射傳輸路徑優(yōu)化等手段，實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)輻照條件下的被動(dòng)制冷效果。
 
　　“冷熱雙吸”新材料的橫空面世，為基于太陽(yáng)熱源和太空冷源的能量捕獲和高效利用提供了一種全新的途徑，并且能夠廣泛應(yīng)用于建筑節(jié)能、光伏冷卻、熱電轉(zhuǎn)換領(lǐng)域，對(duì)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)、緩解地球溫室效應(yīng)等具有積極意義。未來(lái)還可用于深空探索，供應(yīng)太空基地能源等方面發(fā)揮作用。
 
　　(資料來(lái)源：科技日?qǐng)?bào))
版權(quán)與免責(zé)聲明：1.凡本網(wǎng)注明“來(lái)源：興旺寶裝備總站”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-興旺寶合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來(lái)源：興旺寶裝備總站”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。 2.本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它來(lái)源（非興旺寶裝備總站）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)或和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類(lèi)作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來(lái)源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。 3.如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問(wèn)題，請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
我來(lái)評(píng)論

昵稱(chēng) 驗(yàn)證碼

文明上網(wǎng)，理性發(fā)言。（您還可以輸入200個(gè)字符)

所有評(píng)論僅代表網(wǎng)友意見(jiàn)，與本站立場(chǎng)無(wú)關(guān)

    相關(guān)新聞