中國科學家研製新材料 有望助力“雙碳”和太空探測

2022年05月19日12:06

  新華社合肥5月19日電(記者徐海濤、周暢)白天可比環境溫度高170攝氏度,夜晚可比環境溫度低20攝氏度,無需外部能源消耗……近期,中國科學技術大學教授裴剛、研究員鄒崇文等人研製出一種分別以太陽、太空為熱源、冷源的“冷熱雙吸”材料,可24小時捕獲利用能量,有望在改善地球溫室效應、供應太空基地能源等方面發揮作用。

  人類利用陽光已開發出不少應用,比如光伏發電、太陽能熱水器等。而利用太空輻射製冷,近年來成為國際新興科研熱點。

  裴剛、鄒崇文團隊研製出一種基於二氧化釩的塗層材料,其表現出“智能自適應性”:白天在太陽輻照下為金屬態,吸收熱能;夜晚則處於絕緣態,將熱量輻射到外太空,從而吸收冷能。

  實測發現,該材料表面溫度白天可比環境溫度高170攝氏度,夜晚可比環境溫度低20攝氏度,24小時全天候運行,為高效捕獲利用太陽熱能和太空冷能開闢新途徑。

  “冷熱雙吸”材料器件的吸收面(左)和輻射面(右)(中國科學技術大學供圖)
  “冷熱雙吸”材料器件的吸收面(左)和輻射面(右)(中國科學技術大學供圖)

  日前,國際期刊《美國科學院院刊》發表了這項成果。

  “我們主要的技術突破,是解決了光熱轉換和輻射製冷存在的紅外光譜衝突,並分別強化其性能,在同一個材料上實現‘冷熱同體’,優化空間和成本。”裴剛說。

  據悉,“冷熱雙吸”材料的技術特點使其應用前景廣闊,對實現“雙碳”目標、緩解地球溫室效應等具有積極意義。

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