继昨日Science！华科杨荣贵教授：辐射制冷技术，大规模应用！

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辐射制冷技术在高效反射太阳辐射的同时，通过大气窗口波段将热量以热辐射的方式传递至2.7K的低温外太空，可以在不消耗额外能量（甚至在太阳直射下）自发地使物体表面温度降低至环境温度以下，被认为是降低制冷能耗，尤其是建筑空调能耗的一种新型技术。该技术的广泛应用将有力地缓减全球变暖，助力“碳达峰、碳中和”的早日实现。

杨荣贵教授等2017年在Science上发表的可规模化制备的辐射制冷超材料使该领域的材料研究成为热点，不断有该方面的新材料报道。然而该技术的规模化应用尚无相应报道。近日，华中科技大学杨荣贵教授和宁波瑞凌新能源材料研究院徐静涛博士等合作在Materials Today Energy期刊上发表了题为 “Performance evaluation of radiative cooling for commercial-scale warehouse”的研究文章（DOI：10.1016/j.mtener.2021.100927）。该文章报道了辐射制冷技术在近1万平方米大型仓库屋顶上的应用效果。团队通过对仓库的温度和能耗数据进行长期监测，并基于实测结果建立了建筑能耗模型。实测数据和计算结果均表明应用辐射制冷技术后不仅空调能耗大幅下降，而且建筑内不同高度的温度波动和温度分层现象得到缓解。模拟分析结果还表明在赤道附近区域应用后节能率可达21.2%-65.2%。

图1. 仓库应用辐射制冷超材料的外观、机理及测试示意图

图2. 仓库外观及屋顶应用辐射制冷技术前/后外观效果图。（a）仓库方位、周边环境及外观；（红色框选区域为测试及模拟计算区域）（b）应用辐射制冷技术前/后屋顶外观。

图3. 应用辐射制冷技术前/后实测温度数据。（a）应用前屋顶及室内温度；（b）应用前仓库室内温度分层情况；（c）应用后屋顶及室内温度；（d）应用后仓库室内温度分层情况。

图4. 应用辐射制冷技术前/后仓库实测温度和模拟结果对比。（a）应用前外顶温度实测与模拟结果；（b）-（e）分别为应用前室内距地面10m、7m、3.5m和1.5m高度处空气温度的实测和模拟结果；（f）应用前空调耗电实测与模拟结果；（g）应用后外顶温度实测与模拟结果；（h）-（k）分别为应用后室内距地面10m、7m、3.5m和1.5m高度处空气温度的实测和模拟结果；（l）应用后空调耗电实测与模拟结果。

图5. 赤道附近地区仓库应用不同类型屋顶（钢屋顶，冷屋顶，辐射制冷屋顶）后的制冷能耗对比。

杨荣贵教授团队在辐射制冷材料与应用具有广泛和深入的研究，已在《Science》、《Joule》、《Applied Energy》和《Materials Today》子刊发表了一系列高影响力文章。昨日，他与南洋理工大学龙祎教授和美国怀俄明大学谭刚教授合作在《Science》上发表了“Scalable thermochromic smart windows with passive radiative cooling regulation”（https://www.science.org/doi/10.1126/science.abg0291）。通过使用溶液工艺制备了具有可调的长波红外线发射率的热致变色智能窗，以满足不同气候区的动态能量需求。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.mtener.2021.100925

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