【科学前沿】《科学》刊发能源学院杨荣贵团队辐射制冷技术研究成果

来源:能源学院 浏览次数: 发布时间:2020-11-24 编辑:张思晗

新闻网讯(通讯员 陈正军)11月13日,《科学》刊发了综述论文“太空辐射制冷:利用寒冷的宇宙作为可再生和可持续的能源”(Terrestrial radiative cooling: Using the cold universe as a renewable and sustainable energy source),描述了被动辐射制冷材料的研究进展。我校能源学院教授杨荣贵和科罗拉多大学博尔德校区教授尹晓波为共同通讯作者,怀俄明大学教授谭刚和斯坦福大学教授范汕洄参与了该综述论文的工作。



该论文提出,被动辐射制冷材料利用大气窗口以红外辐射方式将热释放到寒冷的太空,实现材料自身降温制冷。建筑物表面应用该材料后,白天阳光直射下,建筑物的表面温度可降低二十余摄氏度,内部温度可降低十摄氏度。


太空辐射制冷是一种基于对材料光谱性能进行选择性调控,通过热辐射将物体表面热能与宇宙冷源进行交换的技术。该技术在减少吸收太阳光热量的同时,能最大限度地增加穿透大气窗口(8-13μm)的热辐射,将表面温度降至环境温度以下,实现在阳光直射下零能耗制冷的效果。该无能耗制冷技术最早在复杂的光子晶体结构中实现。随着杨荣贵等发明的基于卷对卷工艺的可规模化生产辐射制冷薄膜超材料的出现,辐射制冷技术的新材料不断涌现,同时产业化应用也迅速扩大。该技术的研究进展为利用宇宙冷源作为一种新的可再生能源铺平了道路。论文回顾了白天光照条件下辐射制冷材料的最新进展,以世界地图的形式展示了使用具有理想波长选择性辐制冷材料后的全球年辐射制冷潜力,其中气候干燥、炎热的地区具有较高的辐射制冷功率,最高可达120W/m2。论文还展望了辐射制冷技术在世界范围应用的未来。


据悉,《科学》于2017年刊发了杨荣贵团队关于辐射制冷超材料的研究成果,这一成果引起全球主流媒体广泛关注和报道,荣膺《物理世界》2017年度“全球十大物理突破”和《经济学人》2017年度“全球十大新闻”等国际荣誉。此次团队受《科学》杂志邀请撰写综述文章,回顾了近年来各种不同类型辐射制冷超材料的研发进展。


杨荣贵2006年2月毕业于麻省理工学院,师从美国工程院院士陈刚教授。博士毕业后,杨荣贵就职于科罗拉多大学博尔德校区任助理教授,于2011年提前两年获得副教授(终身教席),2016年提前晋升正教授。全职回国后,在我校能源学院任二级教授。二十多年来,杨荣贵一直深耕于传热学领域,在微纳尺度导热、辐射制冷和气液相变换热方面做出了杰出贡献,于2020年获国际热科学纪念奖(Nukiyama Memorial Award)。杨荣贵等人于2017年创立了瑞凌新能源科技有限公司,致力于新型辐射制冷超材料技术的开发和商业化应用,该公司的产品已在冷链物流、国际机场、粮库等大型项目的节能降温方面取得显著效果。


全文链接:https://science.sciencemag.org/content/370/6518/786.abstract