今日Science:用于高效被动日间辐射冷却的分层多孔聚合物涂层


【引言】

为了降低能源成本、缩短运行时间、减少传统制冷系统消耗臭氧和CO2排放,或在没有电制冷的情况下提供缓解措施,采用具有净制冷能力的廉价、环保的方法是可取的。替代能源密集型冷却方法之一是被动日间辐射冷却(PDRC)——一种通过反射太阳光[波长(λ)~0.3至2.5μm]并通过大气的长波红外(LWIR)透射窗(λ~8至13μm),将热量辐射到冷的外部空间,表面自发冷却的现象。近几十年来的研究已经产生了多种PDRC设计,包括复杂的发射涂层,如光子结构、介质、聚合物,以及金属镜上的聚合物-介质复合材料。虽然效率很高,但这些设计成本高且易受腐蚀。

【成果简介】

今日,在美国哥伦比亚大学虞南方助理教授样远助理教授(共同通讯作者)团队的带领下,与美国阿贡国家实验室美国布鲁克海文国家实验室合作,报告了一种简单,可扩展且廉价的基于相转化的工艺,用于制造具有优异Rsolar和εLWIR的分层多孔性的聚合物涂层。具体而言,实现了与衬底无关的半球形Rsolar=0.96±0.03和εLWIR=0.97±0.02的分层多孔聚(偏二氟乙烯-共-六氟丙烯)P(VdF-HFP)HP。这些值导致了极好的PDRC能力,例如,在890和750 W m-2的太阳强度下,低温室温度为~6℃,平均冷却功率为~96 W m-2。性能与先前报告中的相当或超过之前的。因为制造技术是基于室温和溶液的,所以多孔聚合物涂层可以通过常规方法,如涂漆和喷涂施加到各种表面,例如塑料,金属和木材。此外,它可以掺入染料以实现颜色和冷却性能之间的理想平衡。涂层的性能和该技术的类似涂料的便利使其成为实现高性能PDRC的可行方法。相关成果以题为“Hierarchically porous polymer coatings for highly efficient passive daytime radiative cooling”发表在了Science上。

【图文导读】

图1 P(VdF-HFP)HP的形成和光学性质

图2P(VdF-HFP)HP的光学性质

图3P(VdF-HFP)HP的被动日间辐射冷却性能

4 P(VdF-HFP)HP涂层的多功能性

文献链接Hierarchically porous polymer coatings for highly efficient passive daytime radiative cooling(Science,2018,DOI:10.1126 / science.aat9513)

本文由材料人编辑部学术组木文韬翻译,欧洲足球赛事 整理编辑。

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