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

木文韬 5年前 (2018-10-19) 14756浏览

【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和样远助理教授（共同通讯作者）团队的带领下，与美国阿贡国家实验室和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R_solar和ε_LWIR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R_{solar=0.96±0.03}和ε_{LWIR=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。