科技日报讯 (记者吴长锋)记者从中国科学技能大学了解到,该校工程学院教授裴刚与国家同步辐射实验室研讨员邹崇文团队协作,提出了一种全新的能量使用办法,该办法别离以太阳和太空为热源和冷源,奇妙使用光谱自适应智能涂层来处理光热转化进程和辐射制冷进程的光谱抵触,完成24小时全天候的冷热能量捕获和使用。相关研讨成果近来宣布在世界期刊《美国科学院院刊》上。
从热力学的视点来看,太阳和太空是地球能量循环的终极热源和终极冷源。光热转化经过对太阳辐射直接使用,取得高温热能;而天空辐射制冷能够将地表能量以红外辐射方法经过大气窗口直接发射至低温太空,取得低温冷量,完成对深空低温的超远距直接使用。但是,现在的光热转化和天空辐射制冷都依赖于静态的光谱选择性涂层,但两种进程存在红外光谱抵触,现在技能都是对单一方针、单一功用的使用。
依据此,研讨团队立异性地提出使用光谱自适应调控机制对太阳热源和太空冷源进行时刻解耦,打破现在对太阳热源和太空冷源的单一使用方法。科研人员研发了一种依据二氧化钒相变资料的多层膜光谱选择性自适应涂层,该涂层在白日太阳辐照下处于金属态,全体涂层太阳吸收率为0.89,红外发射率仅为0.25,表现为光热吸收特性;在夜间无辐照条件下,处于绝缘态,涂层在大气窗口波段具有高的发射率,在其他中红外波段具有低的发射率,表现为辐射制冷特性。实测依据成果得出,该器材表面温度在白日能够比环境和温度高170℃,在夜间能够比环境和温度低20℃,具有白日光热转化、夜间辐射制冷的自适应功用。器材能够24小时全天候运转,极大提高冷热能量捕获的归纳功率。
这一研讨成果为依据太阳热源和太空冷源的能量捕获和高效使用供给了一种全新的途径,该技能能大范围的应用于建筑节能、光伏冷却、热电转化以及深空探究等范畴。