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我國科學家在無能耗制冷領域研發(fā)取得重大突破
2024/11/15 14:24 來源：新華網(wǎng) 閱讀：1.1萬
記者15日從中國科學院長春光學精密機械與物理研究所了解到,，該所研究員李煒團隊與合作者探索出一種豎直表面的日間亞環(huán)境輻射制冷新策略,，這種制冷方式應用后無需消耗能源即可完成制冷,，大幅節(jié)約能源并減少溫室氣體排放,。這一重大突破于北京時間15日在國際期刊《科學》發(fā)表。
??夏日人們在空調(diào)房中休息,，日常冷鏈運輸?shù)戎评湓O備也不斷耗費大量能源,，這些都將加劇溫室氣體排放，甚至加快全球變暖的進程,。面對這一挑戰(zhàn),，科研人員在不斷尋找無需消耗能源的有效制冷方案。
??一些科研團隊從古代伊朗的制冰方式獲得靈感,，研發(fā)出日間輻射制冷技術,。當時人們巧妙利用夜晚沙漠的低溫來制冰。這一做法的原理,，是基于地球上物體能夠借助8至13微米的大氣透明窗口向寒冷的外太空輻射熱量,，實現(xiàn)低于環(huán)境溫度的自然制冷。
??“這種輻射制冷方式屬于被動制冷策略，無需消耗電力等能源,?！崩顭樥f。近十年來,，日間輻射制冷技術取得顯著進步,。即使在最炎熱時,，采用熱光子學原理設計的輻射制冷器,，仍然能使表面溫度比周圍環(huán)境空氣低出5到10攝氏度。
??但大多數(shù)研究成果都聚焦于像樓房屋頂?shù)戎苯用嫦蛱炜盏奈矬w?，F(xiàn)實生活中,，建筑物外墻、車輛以及紡織品等物體大部分外表面都與天空保持豎直方向,。面對這些物體研究日間輻射制冷技術時,，不僅要考慮有效減少太陽光譜的吸收，還要盡可能提升大氣窗口波段的熱發(fā)射,，并設法避免被高溫地面所加熱,。盡管近年來國際上一些研究團隊做出嘗試，但在豎直表面實現(xiàn)日間低于環(huán)境溫度的輻射制冷研究仍是挑戰(zhàn),。
??對此,，李煒團隊創(chuàng)新利用熱光子學手段，提出一種角度非對稱光譜選擇性熱發(fā)射器,，破解了豎直表面日間輻射制冷難題,。該發(fā)射器不僅具備高效反射太陽光的能力，還能減少吸收來自大氣和高溫地面的熱輻射,，實現(xiàn)低于環(huán)境溫度的制冷效果,。該團隊在晴朗夏季進行室外測試，實現(xiàn)了低于環(huán)境溫度2.5攝氏度的制冷效果,。
??相關成果在《科學》發(fā)布后,，李煒團隊致力于將研究成果服務于國家重大需求，在高效制冷和傳熱等領域發(fā)揮作用,，為節(jié)能減排作出貢獻,。（記者 孟含琪）