多功能建筑表⽪热管理及能量收集⽅案

被动辐射制冷是一项绿色环保，零耗能的新兴制冷技术。基于光学设计，表面通过太阳光反射及长波红外热辐射达到低于周围环境温度的降温效果。为了获取实际效益，如在建筑应用中降低能耗，材料的制备及应用必须可规模化。目前，通过采取无序的光子结构，大大降低先前有序光子结构精密加工的高昂成本同时降低实际应用的操作和维护难度。基于研究团队已有的涂料及陶瓷形式的被动辐射材料设计，本报告分享进一步拓展该技术功能性的可能性，提出一种多功能超材料薄膜，以克服传统辐射冷却技术在寒冷环境中过度冷却及产能有限的问题。该超材料薄膜采用夹层结构，外层由全氟聚合物和透明导电氧化物组成，实现雨滴诱导的发电功能；核心层采用热致变色材料，可实现自适应加热和冷却。该设计在可见光范围内的冷热状态反射反差超63%，能在高温环境下进行低于环境温度的降温冷却，而在寒冷环境下提供高于环境温度的加热。此外，该材料可高效利用雨滴发电，输出电压高达208V，并表现出优异的长期稳定性。该超材料薄膜突破了传统辐射冷却器的关键限制，实现了全天候能量收集，为可持续能源利用提供了新方案。