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電子科大鄧旭教授課題組 AFM：基于氣-液相轉(zhuǎn)變的寬帶太陽光譜調(diào)諧用于自適應(yīng)熱管理
2022-09-27  來源：高分子科技


  保持適宜的室內(nèi)溫度對農(nóng)業(yè)、工業(yè)生產(chǎn)和日常生活都至關(guān)重要。常規(guī)熱管理設(shè)備，包括空調(diào)，風(fēng)扇或地暖系統(tǒng)等，需要輸入大量的外部能量來調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，此類溫度調(diào)節(jié)裝置所消耗的能耗超過建筑總能耗的50%，這與全球碳中和的目標(biāo)相悖。因此，迫切需要開發(fā)低碳排放的溫度管理方法。


  近日，電子科技大學(xué)鄧旭教授團隊開發(fā)了一種自適應(yīng)熱管理設(shè)備（self-adaptive thermal management device，STMD）。STMD由二氧化硅顆粒涂層以及與二氧化硅折射率匹配的低沸點液體密封構(gòu)成。利用不同季節(jié)的室內(nèi)外溫差，驅(qū)使液體與涂層的分離和融合從而實現(xiàn)溫度管理。例如；夏天室外溫度較高時，器件中朝外的涂層中液體揮發(fā)與涂層分離，干燥的涂層對太陽光譜的透射率非常低（＜11%），加之二氧化硅涂層本身有很強的輻射能力，因此在夏季高溫時可實現(xiàn)被動降溫；相反，冬季由于室內(nèi)溫度較高，靠近室內(nèi)內(nèi)側(cè)的液體則揮發(fā)后在涂層側(cè)冷凝與涂層結(jié)合，由于涂層和液體折射率高度匹配，可實現(xiàn)較高的太陽光譜透射（＞94%），并且利用太陽能加熱室內(nèi)。因此，這種溫差自動調(diào)節(jié)機制，使STMD能夠在夏季超過900 W m?2的太陽輻射下，相對于環(huán)境溫度降低5 ℃；在冬季平均太陽輻射400 W m?2下，使溫度相對于環(huán)境溫度升高10 °C。此策略為構(gòu)建智能光控制設(shè)備，以及熱管理類建筑材料提供了一種思路。




圖1 自適應(yīng)熱管理裝置的設(shè)計及原理



圖2 多孔二氧化硅涂層的結(jié)構(gòu)以及散射太陽光機理


圖3 自適應(yīng)熱管理裝置的切換過程及性能表征


圖4 場外測試結(jié)果以及節(jié)能模擬



  該工作以“Vapor–Liquid Transition-Based Broadband Light Modulation for Self-Adaptive Thermal Management”為題，發(fā)表在《Advanced Functional Materials》上。論文第一作者為電子科技大學(xué)基礎(chǔ)與前沿研究院博士生張城林，通訊作者是電子科技大學(xué)鄧旭教授和王德輝研究員。


  原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202208144


  課題組長期招收博士后，請以“應(yīng)聘+博士后+姓名”為郵件主題和文件名，將個人簡歷發(fā)送至招聘郵箱dengxu@uestc.edu.cn；或wangdehui@uestc.edu.cn。


  課題組主頁：https://www.x-mol.com/groups/dengxu


  下載：Vapor–Liquid Transition-Based Broadband Light Modulation for Self-Adaptive Thermal Management

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