【48812】3D多孔辐射制冷薄膜 可使冰消融速率下降4倍

  4月25日，科技日报记者从中国科学院兰州化学物理研究所得悉，该所清洁动力化学与资料实验室低碳动力资料组高祥虎研究员团队，通过热诱导相别离技能制备了一种具有3D多孔结构的介电/聚合物复合薄膜资料，完成了优异的辐射制冷作用。

  在全球气候变暖和国家“双碳”方针布景下，研发清洁动力资料与节能降碳技能具有很重要的战略意义。传统降温办法（如空调系统等）动力消耗大，导致温室气体排放显着提高，严峻阻止“双碳”方针的完成。辐射制冷是一种零能耗、零污染的制冷技能，该技能使用宽光谱挑选性精准调控，通过有清晰的意图性地优化光学结构以满意多场景制冷需求，可完成可继续无源制冷方针。

  近几年，渐渐的变多的科研人员提出了辐射制冷的概念。辐射制冷的根底原理是：在密闭区域内，通过掩盖具有增强效应的光谱挑选性资料，将该区域的热量以热辐射的方式释放到低温的外层宇宙空间，以到达本身降温的意图。因而辐射制冷资料便是将热辐射波长调制到大气窗口波段的光学资料。

  “完成辐射制冷的要害点在于光学资料在可见光近红外波段（0.3—2.5毫米）有更高的反射率和在中红外大气窗口（8—13毫米）邻近的波段有更高的发射率。”高祥虎说，就作业原理而言，辐射制冷与太阳能吸收彻底相反。辐射制冷要求资料在太阳辐射波段具有较高的反射率，以及在大气窗口波段有较高的发射率。而太阳能吸收则要求资料在太阳辐射波段具有高吸收低反射特性。在研发过程中，就资料挑选而言无法学习以往的经历。高祥虎表明，资料系统的挑选是他们遇到的最大问题。

  高祥虎介绍，他们研发的具有3D多孔结构的介电/聚合物复合薄膜资料内部具有随机涣散的氧化铝粒子和分层无序的微纳孔隙，合理的层次结构和功用成分使其太阳辐射波段反射率为98.26%，大气窗口波段发射率为97.56%，有用提高了资料的光谱功能。在夏日日间太阳直射下，该资料可到达低于环境和温度9.1℃的降温作用和87.2瓦/平方米的冷却功率。

  此外，该资料在防冰消融的测验中展现出优异的降温作用。在760瓦/平方米的太阳辐照度下照耀2个小时，用该资料隐瞒的冰块状况无明显改变，与天然状况比较，该办法能使冰消融速率下降4倍。一起，该资料还具有优异才能的机械功能和自清洁功能。通过30多天的紫外线照耀，该资料仍坚持优异的光学功能。

  “咱们课题组现在正在开发一类功能优异、环境友好、本钱低价且可大面积出产的辐射制冷薄膜资料，以促进该类资料在实际生活中的广泛应用。”高祥虎介绍，就现在而言，这类复合薄膜资料可用于冰川维护、大型石油储存罐、大型电力设备、火力发电、建筑物制冷、光伏发电等许多范畴。