中国科大团队实现对太阳和深空24小时全天候冷热能量捕获和利用

中国科大团队实现对太阳和深空24小时全天候冷热能量捕获和利用

记者21日从中国科学技术大学获悉，该校团队近日提出了一种全新的能量利用方法，实现24小时全天候的冷热能量捕获和利用。

相关成果近日发表在国际著名期刊《美国科学院院报》上。

这一成果由该校裴刚教授和邹崇文研究员联合研究团队提出。这一全新的能量利用方法分别以太阳和太空(约3K)为热源和冷源，巧妙利用光谱自适应智能涂层来解决光热转换过程和辐射制冷过程的光谱冲突，实现24小时全天候的冷热能量捕获和利用。

人类社会使用的绝大部分能源均来自于太阳辐射，从热力学的角度来看，太阳和太空是地球能量循环的终极热源和终极冷源。然而，目前的光热转换和天空辐射制冷都依赖于静态的光谱选择性涂层，但两种过程存在红外光谱冲突。基于此，团队创新性提出利用光谱自适应调控机制对太阳热源和太空冷源进行时间解耦，突破目前对太阳热源和太空冷源的单一利用方式。

该工作中，研究团队研制了一种基于二氧化钒相变材料的多层膜光谱选择性自适应涂层。实测结果表明，该器件表面温度在白天可以比环境温度高170℃，在夜间可以比环境温度低20℃，具有白天光热转换、夜间辐射制冷的自适应功能。器件可以24小时全天候运行，极大提升冷热能量捕获的综合效率。这一研究结果为基于太阳热源和太空冷源的能量捕获和高效利用提供了一种全新的途径。