本报讯 4月19日,中国科大工程学院裴刚教授和国家同步辐射实验室邹崇文研究员联合研究团队提出了一种全新的能量利用方法,分别以太阳(约6000K)和太空(约3K)为热源和冷源,巧妙利用光谱自适应智能涂层来解决光热转换过程和辐射制冷过程的光谱冲突,实现24小时全天候的冷热能量捕获和利用。相关研究成果发表在国际著名期刊《美国科学院院报》。
人类社会使用的绝大部分能源均来自于太阳辐射,能源做功利用之后的余热则可以通过中红外热辐射散失到低温太空中去。
研究团队研制了一种基于二氧化钒(VO2)相变材料的多层膜光谱选择性自适应涂层,该实测结果表明,该器件表面温度在白天可以比环境温度高170℃,在夜间可以比环境温度低20℃,具有白天光热转换、夜间辐射制冷的自适应功能。器件可以24小时全天候运行,极大提升冷热能量捕获的综合效率。这一研究结果为基于太阳热源和太空冷源的能量捕获和高效利用提供了一种全新的途径。PNAS审稿人评述道:“这项研究提出了一种非常新颖的从太阳和太空捕获可再生能源的方法,会引起人们新的研究兴趣,这是一篇高质量的研究论文。”
裴刚团队一直致力于太阳能和天空辐射制冷领域的研究,上述技术可以广泛应用于建筑节能、光伏冷却、热电转换以及深空探索等领域。邹崇文团队长期从事二氧化钒相变薄膜的制备、相变调控研究以及在红外/太赫兹器件、智能涂层、激光防护和非制冷红外探测器等方面的器件应用。论文第一作者为敖显泽、赵斌和李博文,通讯作者为裴刚教授和邹崇文研究员。
(工程科学学院 国家同步辐射实验室)