無能耗制冷新策略！
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】近日，中國科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所的研究團(tuán)隊(duì)在國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上發(fā)表了一項(xiàng)重要研究成果，探索了一種豎直表面的日間低于環(huán)境溫度的輻射制冷新策略。
空調(diào)等制冷設(shè)備在工作過程中耗費(fèi)大量能源，加劇了溫室氣體的排放。因此，探索無需能源消耗的有效制冷方式顯得尤為重要。早在古代，人們便巧妙地利用夜晚沙漠的低溫來制冰，這一做法實(shí)際上是物體向寒冷的外太空輻射熱量，實(shí)現(xiàn)低于環(huán)境溫度的自然制冷。大氣在8-13微米波段有一個(gè)透明窗口，允許特定波長(zhǎng)的輻射自由通過，這為輻射制冷技術(shù)提供了可能。然而，在制冷需求最大的日間，由于太陽輻射的存在，實(shí)現(xiàn)輻射制冷更具挑戰(zhàn)。
自2014年科研人員首次利用光子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)材料的光譜特性，實(shí)現(xiàn)日間輻射制冷以來，該技術(shù)取得了顯著進(jìn)步。但大多數(shù)研究都聚焦于直接朝向天空的表面，如建筑物的屋頂。在實(shí)際應(yīng)用中，諸如建筑物外墻、車輛車身以及紡織品等需要制冷的對(duì)象，其大部分外表面往往是豎直的。因此，發(fā)展豎直表面的日間輻射制冷技術(shù)格外重要。
豎直表面日間輻射制冷技術(shù)面臨諸多挑戰(zhàn)，包括有效減少太陽光譜的吸收、通過大氣透明窗口向宇宙輻射熱量，以及避免被高溫地面加熱等。為此，科研人員設(shè)計(jì)了一種角度非對(duì)稱光譜選擇性的定向發(fā)射器件(AS發(fā)射器)。該發(fā)射器不僅具備高效反射太陽光的能力，還能巧妙減少吸收來自大氣和高溫地面的熱輻射，從而實(shí)現(xiàn)低于環(huán)境溫度的制冷效果。
AS發(fā)射器具有打破鏡面對(duì)稱性的鋸齒光柵結(jié)構(gòu)，結(jié)合Ag層和nanoPE薄膜，可以在整個(gè)太陽光譜范圍內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)烈反射，同時(shí)確保較高的紅外透射率以及非對(duì)稱分布的輻射特性。通過連續(xù)24小時(shí)的室外溫度測(cè)試，研究人員發(fā)現(xiàn)AS發(fā)射器在一整天中的表面溫度始終低于環(huán)境溫度，即使在炎熱的正午，仍然保持約2.5°C的制冷效果。
該研究攻克了豎直表面日間低于環(huán)境溫度的輻射制冷難題，促進(jìn)了輻射制冷技術(shù)從二維水平面向三維真實(shí)環(huán)境的拓展，顯著擴(kuò)大了有效制冷面積。這對(duì)輻射制冷技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用及節(jié)能減排具有重要意義，為探索無需能源消耗的有效制冷方式提供了新的思路。研究成果發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》。
(資料參考來源：中國科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所)
關(guān)注本網(wǎng)官方微信 隨時(shí)閱讀專業(yè)資訊
- 陜西省頒布新規(guī)：嚴(yán)管生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)服務(wù)，力保數(shù)據(jù)真實(shí) 2024-12-02 10:52:31
- 近日，陜西省十四屆人大常委會(huì)第十三次會(huì)議表決通過了《陜西省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)服務(wù)監(jiān)督管理規(guī)定》，該《規(guī)定》將于2025年1月1日起正式施行。
- 我國已建立28個(gè)跨省流域生態(tài)保護(hù)補(bǔ)償機(jī)制 2024-11-28 10:29:16
- 截至2024年11月，全國累計(jì)已有24個(gè)?。▍^(qū)、市）建立了28個(gè)跨省流域生態(tài)保護(hù)補(bǔ)償機(jī)制，我國一半左右的森林、草原已納入補(bǔ)償范圍，近三分之一的縣納入重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)轉(zhuǎn)移支付范圍，超過2億農(nóng)牧民享受到補(bǔ)償政策。
- 113項(xiàng) 2024版綠色技術(shù)推廣目錄公布！ 2024-11-28 09:41:15
- 11月27日，國務(wù)院國資委組織各有關(guān)中央企業(yè)、各省級(jí)發(fā)展改革部門會(huì)同有關(guān)部門組織審核和推薦了一批綠色技術(shù)。
- 16項(xiàng)氣象科技成果公布 現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)對(duì)氣象災(zāi)害防護(hù) 2024-11-27 13:37:13
- 極端天氣事件泛指罕見的且對(duì)人類社會(huì)和生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生破壞的天氣現(xiàn)象，通常發(fā)生概率只占同類天氣現(xiàn)象的10%或者更低。這類天氣盡管發(fā)生概率不高，但是具有突發(fā)性強(qiáng)、破壞力大、影響范圍廣等特點(diǎn)，因此對(duì)于人類社會(huì)、自然環(huán)境以及經(jīng)濟(jì)活動(dòng)都存在嚴(yán)重威脅，并且以
版權(quán)與免責(zé)聲明
- 凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)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“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
- 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它來源（非化工儀器網(wǎng)）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)注明的作品第一來源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
- 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，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。
