辐射制冷|新材料实现“外太空”制冷( 二 )
据介绍,研究人员还进行了计算机模拟辅助的材料筛选与设计、大规模材料制备及其微观结构表征、72小时辐射制冷实验、户外期间热管理实验以及有关材料实际应用性能的一些测试,如户外老化、绝缘性、耐热性、阻燃性等 。
上海交通大学电子信息与电气工程学院副院长尹毅评价道,该研究通过计算机模拟辅助,设计、制备了具有高导热率的辐射制冷绝缘材料,打破了传统辐射制冷材料实现高阳光反射率与高导热率的制约,极大拓展了辐射制冷材料的应用领域,为进一步推动辐射制冷技术在户外电力设备、电子器件中的热管理应用做出了开创性贡献 。
进一步拓宽应用场景
据黄兴溢介绍,目前,他们已经在实验室制备出数米长的材料 。此外,该材料制备工艺简单,不需要对现有工业化设备进行任何改造,就可以进行大规模加工制备 。
“对于产业化开发,该材料目前还需解决美学方面的问题,当然,这也是目前所有辐射制冷材料的通病 。”黄兴溢表示,为了最大限度地反射阳光热量,材料通常为纯白色,任何色彩的引入,都将牺牲一部分制冷性能,如何能在不牺牲制冷性能的同时使材料具有五彩斑斓的颜色,不仅是产业化开发,也是目前科学研究需要解决的难题 。
此外,黄兴溢指出,该材料所用h-BN填料的单价仍然较高 。不过,该填料有效提升了辐射制冷材料的各项性能,拓宽了其应用场景,也极大提升了辐射制冷材料的附加值 。
“与现有的辐射制冷材料相比,新材料最大的优势是具有高导热率,使其不仅可以用于制冷应用场景,还可应用于户外电力装备、电子器件的高效热管理,这是传统辐射制冷材料难以实现的 。”黄兴溢说,“其次,该材料还具有超高的阳光反射率、易规模化加工、填料含量低等优势,有利于提升材料性能、降低成本 。”
【辐射制冷|新材料实现“外太空”制冷】据介绍,这种新材料不仅适用于传统辐射制冷材料的应用场景,如大型会展中心、粮仓、冷链物流等,还可以用于户外电力设备、电子器件的热管理,如5G基站、变压器、数据中心等,并有效提升器件性能、延长其使用寿命,甚至还可能作为航天器的热控薄膜使用 。
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