被动辐射冷却使用磷酸钙油漆

最近在一篇发表在《华尔街日报》ACS应用能源材料欧洲杯足球竞彩,研究人员讨论了磷酸钙的效用油漆sub-ambient白天辐射冷却。

研究:磷酸钙描绘为Full-Daytime Subambient辐射冷却。图片来源:Oreena / Shutterstock.com

背景

全球变暖,环境恶化正在成为当今世界的主要问题。由于其零能使用,无污染,成本低、被动辐射冷却是极其重要的节能和全球碳中立。实现辐射冷却,太阳辐射必须尽可能少地吸收和发射尽可能通过天空窗口。

被动辐射冷却材料,另一方面,白天必须暴露于太阳辐射。欧洲杯足球竞彩欧洲杯足球竞彩材料应高度反光的ultraviolet-visible-near红外(UV-vis-NIR)乐队,其中包含大部分的太阳辐射,而高发射率在大气窗口中,确保最佳的冷却性能。因此,四种常见方式实现辐射冷却已经设计了基于此规则:选择性发射极,微结构meta-surface,随机粒子分布,多孔结构。涂料的粘结剂和颜料被广泛用于建筑物保持凉爽,降低热岛效应。

关于这项研究

在这项研究中,作者讨论了四季皆宜的发展和full-daytime sub-ambient辐射冷却器基于Ca₃(PO₄)₂丙烯酸涂料,高空中窗口发射率和合适的太阳能反射。

研究人员使用丙烯酸粉末粘结剂和磷酸钙粉末颜料。涂料的形态和内容进行了研究使用扫描电子显微镜(SEM)和能量色散谱仪(EDS)。UV-vis-NIR光谱仪的积分球是用来检测太阳能反射率。

确定反射,傅里叶变换红外(IR)光谱仪与黄金电影参考镜是用来探测红外反射率。UV-enhanced太阳能模拟器是用于分析的紫外线照射和加热控制影响as-synthesized油漆。前视红外相机是用来记录样品的温度以及红外热图像。

团队开发了两种类型的涂料。,commercial white paint coating and acrylic-calcium phosphate coating to test the daytime cooling performance. To quantify the paints' cooling performance, two field test rigs were created.

观察

基于Ca的发达辐射冷却器₃(PO₄)₂丙烯酸涂料有天空窗口发射率高0.96和97.6%的太阳能反射。Ca₃(PO₄)₂可以有效地反映太阳能通量和消散红外线辐射通过大气窗口由于其5.6 eV带宽和9.3μm声子共振。

根据夏季现场试验分析,表面温度低于环境温度超过18°C,平均冷却能力95 W / m²。这是38°C中午低于环境温度,太阳辐射强度峰值的900 W / m²。油漆也有传统的品质因数为0.72,这使得它最好的辐射冷却选项。

此外,Ca的温度₃(PO₄)₂油漆下降至9°C在冬天,这是16°C低于环境温度,和一个为期三天的平均周期导致冷却能力60 W / m²。在一个24小时的周期,Ca的温度₃(PO₄)₂油漆是6.9°C低于高性能商业白漆。

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acrylic-calcium磷酸盐和商业涂料的平均反射系数从0.2到2.5μm约92.1%和97.6,分别。Ca₃(PO₄)₂涂层的反射率98%以上峰地区的太阳能,它仍有大约60%的反射率在近红外光谱区域。24小时平均温度商业涂料和Ca₃(PO₄)₂油漆是11.2和18.1°C低于环境温度,分别。Ca₃(PO₄)₂涂层平均为20.9°C白天低于环境温度。Ca₃(PO₄)₂油漆的温度降至晚上9°C,这是5和16°C低于商业油漆和环境温度,分别。裸铝衬底在中午测试达到了63.7°C,而商业涂料和Ca₃(PO₄)₂涂层的温度分别为42.0和36.8°C,分别。

结论

总之,该研究阐明小说被动辐射冷却的发展基于Ca的油漆₃(PO₄)₂以及高性能商业白漆的比较。Ca₃(PO₄)₂油漆有高达97.6%的太阳能反射率和辐射率0.96天空窗口。Ca₃(PO₄)₂油漆有无与伦比的全天候和full-daytime sub-ambient辐射冷却的特点。它的表面温度低于环境温度超过18°C,它平均冷却能力95 W / m²在夏天。

作者认为纯属捏造油漆有很多潜力被动辐射冷却,尤其是在热带和亚热带气候的阳光,降水,年平均气温高。

源

Lv, J。,Chen, Z., Li, X., Calcium Phosphate Paints for Full-Daytime Subambient Radiative Cooling. ACS Applied Energy Materials (2022).https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsaem.1c03457

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