问题:传统制冷技术面临能耗与环保挑战 在能源供应趋紧、气候变暖的背景下,传统依赖电力驱动的制冷方式能耗较高,带来的成本与减排压力日益突出;如何在尽量不增加用电的情况下实现有效降温,成为科研与工程应用需要解决的问题。 原因:太空辐射制冷原理的科学突破 地表物体与外太空之间存在热辐射交换,为“无电制冷”提供了路径。研究团队指出,大气层在8至13微米波段存在可让热辐射穿透的“窗口”,使物体热量能够直接向太空辐射散出。基于此机制,涂层材料通过微纳结构设计,实现对太阳光的高反射、对中远红外的高发射,从而形成更有效的被动散热通道。 影响:耐候性成技术落地关键 从实验室走向户外应用,材料能否适应真实环境成为关键。紫外老化、冷热循环带来的应力、污染物与腐蚀等因素都可能破坏微观结构,导致反射与发射性能下降。团队通过复合配方和结构优化,提高涂层在户外长期使用的稳定性,为工程化与规模化应用提供支撑。 对策:协同现有系统的“削峰”策略 该技术并非取代传统制冷设备,而是作为热管理的前端手段,降低系统在高温时段的负荷。实测显示,涂层可使建筑外墙在日照下比环境温度低3–5℃,并将空调系统峰值负荷降低30%以上。在通信基站、光伏板等场景中,被动降温有助于降低热风险、提升设备运行可靠性。 前景:多领域应用潜力待释放 除建筑外,农业大棚可借助涂层调节昼夜温差,改善作物生长环境;在新能源汽车电池组散热、数据中心冷却等需求快速增长的领域,也具备延伸应用空间。据估算,若在我国南方地区大规模推广,每年可减少电力消耗超过百亿千瓦时。
面向“双碳”目标和夏季用电高峰治理,降温节能不应只依赖增加电力投入,也需要在材料与系统层面降低热负荷;耐候性无电制冷涂层利用自然辐射规律,为热管理提供了新的工程路径。其能否形成可规模推广的解决方案,仍取决于长期耐候可靠性、标准体系完善以及面向具体场景的应用能力同步推进,也需要科研、产业与城市治理更高效的协同落地。