stringtranslate.com

Пассивное дневное радиационное охлаждение

PDRC может снизить температуру с нулевым потреблением энергии или загрязнением путем излучения тепла в открытый космос. Широкое применение было предложено в качестве решения проблемы глобального потепления. [1]

Пассивное дневное радиационное охлаждение ( PDRC ) (также пассивное радиационное охлаждение , дневное пассивное радиационное охлаждение , радиационное небесное охлаждение , фотонное радиационное охлаждение и наземное радиационное охлаждение [2] [3] [4] [5] ) — это использование не требующих питания отражающих/ теплоизлучающих поверхностей для снижения температуры здания или другого объекта. [6]

Он был предложен как метод снижения повышения температуры, вызванного парниковыми газами , путем сокращения энергии, необходимой для кондиционирования воздуха , [7] [8] снижения эффекта городского острова тепла , [9] [10] и снижения температуры тела человека . [11] [1] [12] [13] [7]

PDRC могут помочь системам, которые более эффективны при более низких температурах, таким как фотоэлектрические системы , [4] [14] устройства сбора росы и термоэлектрические генераторы . [15] [14]

Некоторые оценки предполагают, что выделение 1–2% площади поверхности Земли для PDRC стабилизирует температуру поверхности. [16] [3] Региональные различия обеспечивают различные охлаждающие потенциалы, при этом пустынный и умеренный климат выигрывают больше, чем тропический , что объясняется влиянием влажности и облачности . [17] [18] [19] PDRC могут быть включены в адаптивные системы, переключаясь с охлаждения на отопление, чтобы смягчить любые потенциальные эффекты «переохлаждения». [20] [21] Применение PDRC для охлаждения внутренних помещений растет с предполагаемым «размером рынка ~27 миллиардов долларов в 2025 году». [22]

Поверхности PDRC спроектированы так, чтобы иметь высокую отражательную способность для минимизации нагрева и высокую теплопередачу в длинноволновом инфракрасном (LWIR) тепловом излучении, соответствующем инфракрасному окну атмосферы (8–13 мкм). [23] [2] [3] Это позволяет теплу проходить через атмосферу в космос . [6] [24]

PDRC используют естественный процесс радиационного охлаждения, при котором Земля охлаждается, выделяя тепло в космос . [25] [26] [7] PDRC работает в дневное время. [27] В ясный день солнечное излучение может достигать 1000 Вт/м 2 с диффузным компонентом между 50-100 Вт/м 2 . Средний PDRC имеет предполагаемую охлаждающую способность ~100-150 Вт/м 2 , пропорциональную площади открытой поверхности . [28] [29]

Приложения PDRC развертываются в качестве поверхностей, обращенных к небу. [14] Недорогие масштабируемые материалы PDRC с потенциалом для массового производства включают покрытия , тонкие пленки , метаткани, аэрогели и биоразлагаемые поверхности.

Хотя обычно это белый цвет, другие цвета также могут подойти, хотя, как правило, обладают меньшим охлаждающим потенциалом. [30] [31]

Исследования, разработки и интерес к PDRC быстро росли с 2010-х годов, что объясняется прорывом в использовании фотонных метаматериалов для увеличения дневного охлаждения в 2014 году, [4] [32] [15] [33] наряду с растущей обеспокоенностью по поводу использования энергии и глобального потепления. [34] [35] PDRC можно противопоставить традиционным системам охлаждения на основе сжатия (например, кондиционерам), которые потребляют значительное количество энергии, имеют чистый тепловой эффект (обогревают наружную часть больше, чем охлаждают внутреннюю), требуют свободного доступа к электроэнергии и часто используют хладагенты, которые разрушают озоновый слой или имеют сильный парниковый эффект , [36] [37]

В отличие от управления солнечным излучением , PDRC увеличивает тепловыделение за пределы простого отражения. [38]

Выполнение

Исследование 2019 года показало, что «широкомасштабное внедрение радиационного охлаждения может снизить температуру воздуха вблизи поверхности, если не всей атмосферы». [5] Для решения проблемы глобального потепления PDRC должны быть спроектированы «таким образом, чтобы гарантировать, что выбросы будут проходить через окно прозрачности атмосферы и выходить в космос, а не только в атмосферу, что позволит обеспечить локальное, но не глобальное охлаждение». [38]

В настоящее время Земля поглощает на ~1 Вт м2 больше , чем излучает, что приводит к общему потеплению климата. Покрыв небольшую часть Земли теплоизлучающими материалами, можно увеличить отвод тепла от Земли, а чистый поток излучения можно свести к нулю (или даже сделать отрицательным), таким образом стабилизируя (или охлаждая) Землю (...) Если бы только 1%–2% поверхности Земли вместо этого излучали с такой скоростью, а не с ее нынешним средним значением, общие потоки тепла во всю Землю и от нее были бы сбалансированы, и потепление прекратилось бы. [12] Оценочная общая площадь покрытия поверхности составляет 5×1012 м2 или около половины размера пустыни Сахара . [38]

—  Джереми Мандей

Климат пустынь имеет самый высокий потенциал радиационного охлаждения из-за низкой влажности в течение всего года и облачности, в то время как тропический климат имеет меньший потенциал из-за более высокой влажности и облачности. [5] [39] Стоимость глобальной реализации оценивается в 1,25–2,5 триллиона долларов США или около 3% мирового ВВП с ожидаемой экономией за счет масштаба . [38] Разработаны недорогие масштабируемые материалы для широкомасштабной реализации, хотя некоторые проблемы с коммерциализацией остаются. [40] [41]

Некоторые исследования рекомендовали усилия по максимизации солнечного отражения или альбедо поверхностей с целью теплового излучения 90%. Например, увеличение отражательной способности с 0,2 (типичная крыша) до 0,9 гораздо более эффективно, чем улучшение уже отражающей поверхности, например, с 0,9 до 0,97. [10]

Преимущества

Исследования выявили множество преимуществ PDRC:

Другие геоинженерные подходы

Утверждается, что PDRC более стабилен, адаптивен и обратим, чем стратосферная аэрозольная инъекция (SAI). [45]

Ван и др. утверждали, что SAI «может вызвать потенциально опасные угрозы для основных климатических операций Земли», которые могут быть необратимыми, и поэтому предпочли PDRC. [46] Мандей отметил, что хотя «вероятно, возникнут непредвиденные эффекты» при глобальной реализации PDRC, «эти структуры могут быть немедленно удалены при необходимости, в отличие от методов, которые предполагают рассеивание твердых частиц в атмосфере, что может длиться десятилетиями». [38]

Сравнивая подход с отражающими поверхностями , направленный на увеличение альбедо поверхности, например, путем покраски крыш в белый цвет, или предложения по космическим зеркалам, предполагающие «развертывание гигантских отражающих поверхностей в космосе», Мандей утверждает, что «повышенная отражательная способность, вероятно, не соответствует необходимым требованиям и требует больших финансовых затрат». [38] PDRC отличается от подхода с отражающими поверхностями тем, что «увеличивает лучистое излучение тепла Землей, а не просто уменьшает ее поглощение солнечной энергии». [38]

Функция

PDRC максимизируют исходящее инфракрасное излучение (показано оранжевым цветом) и минимизируют поглощение солнечного излучения (показано желтым цветом).

Основной мерой PDRC является их отражательная способность солнечного излучения (в диапазоне 0,4–2,5 мкм) и теплоизлучательная способность (в диапазоне 8–13 мкм) [2] , чтобы максимизировать «чистое излучение длинноволнового теплового излучения » и минимизировать «поглощение нисходящего коротковолнового излучения ». [5] PDRC используют инфракрасное окно (8–13 мкм) для теплопередачи с холодом внешнего пространства (~2,7 К ) для излучения тепла и последующего снижения температуры окружающей среды при нулевом потреблении энергии. [5]

PDRC имитируют естественный процесс радиационного охлаждения , при котором Земля охлаждается, выделяя тепло в космическое пространство ( энергетический бюджет Земли ), хотя в дневное время, понижая температуру окружающей среды под прямым солнечным излучением. [5] В ясный день солнечное излучение может достигать 1000 Вт/м 2 с диффузным компонентом от 50 до 100 Вт/м 2 . По состоянию на 2022 год средняя мощность охлаждения PDRC составляла ~100–150 Вт/м 2 . [20] Мощность охлаждения пропорциональна площади поверхности установки . [15]

Измерение эффективности

Наиболее полезные измерения происходят в реальных условиях. Были предложены стандартизированные устройства. [47]

Оценка атмосферного нисходящего длинноволнового излучения на основе «использования окружающих погодных условий, таких как температура и влажность воздуха у поверхности Земли, вместо атмосферных профилей, зависящих от высоты », может быть проблематичной, поскольку «нисходящее длинноволновое излучение исходит из различных высот атмосферы с различными температурами, давлениями и содержанием водяного пара» и «не имеет однородной плотности, состава и температуры по всей своей толще». [5]

Широкополосные излучатели (BE) против селективных излучателей (SE)

Широкополосные излучатели PDRC излучают как в солнечном спектре, так и в инфракрасном диапазоне (8 и 14 мкм), тогда как селективные излучатели PDRC излучают только в инфракрасном диапазоне. [20]

Широкополосные излучатели обладают высокой излучательной способностью как в солнечном спектре , так и в атмосферном окне LWIR (от 8 до 14 мкм), или селективными излучателями, что означает, что они излучают только длинноволновое инфракрасное излучение. [20]

Теоретически селективные тепловые излучатели могут достигать более высокой охлаждающей способности. [20] Однако селективные излучатели сталкиваются с проблемами в реальных приложениях, которые могут снизить их производительность, например, из-за капельной конденсации (обычной даже в полузасушливом климате), которая может накапливаться даже на гидрофобных поверхностях и снижать эмиссию. [48] Широкополосные излучатели превосходят селективные материалы, когда «материал теплее окружающего воздуха или когда температура его поверхности ниже температуры окружающей среды находится в диапазоне нескольких градусов». [9]

Каждый тип может быть выгоден для определенных приложений. Широкополосные излучатели могут быть лучше для горизонтальных приложений, таких как крыши, тогда как селективные излучатели могут быть более полезны на вертикальных поверхностях, таких как фасады зданий , где капельная конденсация несущественна и может быть достигнута их более сильная охлаждающая способность. [48]

Широкополосные излучатели могут быть сделаны зависимыми от угла, чтобы потенциально улучшить производительность. [20] Полидиметилсилоксан (PDMS) является распространенным широкополосным излучателем. [48] Большинство материалов PDRC являются широкополосными, в первую очередь из-за их более низкой стоимости и более высокой производительности при температурах выше температуры окружающей среды. [49]

Гибридные системы

Объединение PDRC с другими системами может увеличить их охлаждающую способность. При включении в комбинированную систему теплоизоляции , испарительного охлаждения и радиационного охлаждения, состоящую из «солнечного отражателя, насыщенного водой и излучающего ИК-излучение испарительного слоя и паропроницаемого, прозрачного для ИК-излучения и отражающего солнечный свет изоляционного слоя», была продемонстрирована на 300% более высокая [ требуется разъяснение ] охлаждающая способность окружающей среды. Это может продлить срок годности продуктов питания на 40% во влажном климате и на 200% в сухом климате без охлаждения . Однако система требует «подзарядки» воды для поддержания охлаждающей способности. [50]

Двухрежимное асимметричное фотонное зеркало (APM), состоящее из дифракционных решеток на основе кремния, может обеспечить всесезонное охлаждение, даже в облачных и влажных условиях, а также нагрев. Мощность охлаждения APM может быть на 80% выше по сравнению с автономными излучающими охладителями. Под облачным небом оно может достичь на 8 °C большего охлаждения и на 5,7 °C для нагрева. [51]

Климатические изменения

Охлаждающий потенциал различных областей различается в первую очередь в зависимости от климатических зон , погодных условий и событий. Сухие и жаркие регионы обычно имеют более высокую мощность радиационного охлаждения (до 120 Вт м 2 ), в то время как более холодные регионы или регионы с высокой влажностью или облачным покровом обычно имеют меньшую мощность. [39] Охлаждающий потенциал меняется сезонно из-за изменений влажности и облачного покрова. [5] Исследования, картирующие дневной радиационный охлаждающий потенциал, были проведены для Китая, [37] Индии, [52] Соединенных Штатов, [53] и по всей Европе. [54]

Пустыни

Климат пустынь имеет самый высокий потенциал радиационного охлаждения из-за низкой влажности и облачности. [5]

Засушливые регионы, такие как западная Азия, северная Африка, Австралия и юго-запад США, идеально подходят для PDRC из-за относительного отсутствия влажности и облачности в течение сезонов. Потенциал охлаждения для пустынных регионов оценивается в «более высоком диапазоне 80–110 Вт м 2 », [5] и 120 Вт м 2 . [39] Пустыня Сахара и западная Азия являются крупнейшей областью на Земле с таким высоким потенциалом охлаждения. [5]

Потенциал охлаждения пустынных регионов, вероятно, останется относительно нереализованным из-за низкой плотности населения, что снижает потребность в местном охлаждении, несмотря на огромный потенциал охлаждения. [5]

Умеренный климат имеет умеренный или высокий потенциал радиационного охлаждения. [5]

Умеренный климат

Умеренный климат имеет высокий радиационный охлаждающий потенциал и большую плотность населения, что может повысить интерес к PDRC. Эти зоны, как правило, являются «переходными» зонами между сухим и влажным климатом. [5] Районы с высокой численностью населения в умеренных зонах могут быть подвержены эффекту «переохлаждения» от PDRC из-за температурных сдвигов с лета на зиму, который можно преодолеть с помощью модификации PDRC для адаптации к температурным сдвигам. [20]

Тропики

Тропический климат имеет более низкий потенциал радиационного охлаждения из-за высокой влажности и облачности. [5]

В то время как PDRC доказали свою эффективность в умеренных регионах, достичь того же уровня производительности сложнее в тропическом климате. Это в первую очередь объясняется более высокой солнечной радиацией и атмосферной радиацией, особенно влажностью и облачным покровом. [17] Средний охлаждающий потенциал тропического климата варьируется от 10 до 40 Вт м 2 , что значительно ниже, чем в жарком и сухом климате. [5]

Например, охлаждающий потенциал большей части Юго-Восточной Азии и Индийского субконтинента значительно уменьшается летом из-за резкого увеличения влажности, опускаясь до 10–30 Вт/м 2 . Другие подобные зоны, такие как тропические саванны в Африке, видят более скромное снижение летом, опускаясь до 20–40 Вт/м 2 . Однако тропические регионы, как правило, имеют более высокое альбедо или радиационное воздействие из-за устойчивого облачного покрова , и, таким образом, их поверхность суши вносит меньший вклад в планетарное альбедо. [5]

Исследование 2022 года показало, что поверхность PDRC в тропическом климате должна иметь коэффициент отражения солнечного света не менее 97% и коэффициент инфракрасного излучения не менее 80% для снижения температуры. В исследовании применялся BaSO 4 - K
2ТАК
4покрытие с «отражением солнечного света и инфракрасным излучением (8–13 мкм) 98,4% и 95% соответственно» в тропическом климате Сингапура и достигло «устойчивой дневной температуры ниже температуры окружающей среды 2°C» при прямой солнечной интенсивности 1000 Вт м 2 . [17]

Переменные

Влажность и облачность

Глобальная карта облачности. Данные взяты с 2002 по 2015 год. Чем темнее цвет, тем чище небо.

Влажность и облачность значительно ослабляют эффективность PDRC. [7] Исследование 2022 года отметило, что «вертикальные изменения как концентрации пара, так и температуры в атмосфере» могут оказывать значительное влияние на радиационные охладители. Авторы сообщили, что аэрозоль и облачность могут ослабить эффективность радиаторов, и поэтому пришли к выводу, что для максимизации эффективности в этих климатических условиях необходимы адаптивные «стратегии проектирования радиационных охладителей». [18]

Капельная конденсация

Образование капельной конденсации на поверхностях PDRC может изменить инфракрасное излучение селективных излучателей PDRC, что может ухудшить их работу. Даже в полузасушливых условиях образование росы. Другое исследование 2022 года сообщило, что охлаждающая способность селективных излучателей «может расширить узкополосные излучения селективного излучателя и снизить их охлаждающую способность ниже уровня окружающей среды и их предполагаемые преимущества охлаждения по сравнению с широкополосными излучателями» [48] и что:

Наша работа показывает, что предполагаемые преимущества селективных излучателей еще меньше, когда речь идет о самом большом применении радиационного охлаждения – охлаждении крыш зданий. Однако недавно было показано, что для вертикальных фасадов зданий , испытывающих широкополосные летние наземные теплопоступления и зимние потери, селективные излучатели могут достигать сезонной терморегуляции и экономии энергии. Поскольку образование росы кажется менее вероятным на вертикальных поверхностях даже в исключительно влажных средах, терморегулирующие преимущества селективных излучателей, вероятно, сохранятся как во влажных, так и в сухих условиях эксплуатации. [48]

Дождь

Глобальная карта среднегодовых осадков . Чем темнее цвет, тем больше осадков.

Дождь обычно может помочь очистить поверхности PDRC, покрытые пылью, грязью или другим мусором. Однако во влажных районах постоянный дождь может привести к накоплению воды, что может помешать производительности. Пористые PDRC могут смягчить эти условия. [55] Другим ответом является создание гидрофобных самоочищающихся PDRC. Масштабируемые и устойчивые гидрофобные PDRC, которые избегают ЛОС, могут отталкивать дождевую воду и другие жидкости. [56]

Ветер

Ветер может изменить эффективность пассивных радиационных охлаждающих поверхностей и технологий. Исследование 2020 года предложило использовать «стратегию наклона и стратегию ветрового укрытия» для смягчения воздействия ветра. Исследователи сообщили о региональных различиях в Китае, отметив, что «85% территорий Китая могут достичь эффективности радиационного охлаждения с ветровым укрытием», тогда как на северо-западе Китая эффекты ветрового укрытия будут более существенными. [19] Биджарния и др. аналогичным образом предлагают использовать ветрозащитный экран в районах, подверженных сильным ветрам. [7]

Материалы и производство

Поверхности PDRC могут быть изготовлены из различных материалов. Однако для широкого применения материалы PDRC должны быть недорогими, доступными для массового производства и применимыми во многих контекстах. Большинство исследований было сосредоточено на покрытиях и тонких пленках, которые, как правило, более доступны для массового производства, имеют меньшую стоимость и более применимы в более широком диапазоне контекстов, хотя другие материалы могут обеспечить потенциал для конкретных применений. [40] [41] [57] [58]

Исследование PDRC выявило более устойчивые альтернативы материалам, даже если они не полностью биоразлагаемы . [34] [59] [60] [61] [62] Исследование 2023 года показало, что «большинство материалов PDRC в настоящее время представляют собой невозобновляемые полимеры, искусственные фотонные или синтетические химикаты, которые приведут к чрезмерным выбросам CO2 за счет потребления ископаемого топлива и будут противоречить глобальной цели углеродной нейтральности. Экологически чистые возобновляемые материалы на основе биологического сырья должны стать идеальным материалом для разработки систем PDRC». [63]

Многослойные и сложные структуры

В качестве потенциальных подходов были представлены усовершенствованные фотонные материалы и структуры, такие как многослойные тонкие пленки, микро/наночастицы, фотонные кристаллы , метаматериалы и метаповерхности . [64] Однако, хотя многослойные и сложные нанофотонные структуры доказали свою успешность в экспериментальных сценариях и моделировании, исследование 2022 года подтвердило, что широкое применение «серьезно ограничено из-за сложных и дорогостоящих процессов подготовки». [41] Аналогичным образом, исследование 2020 года сообщило, что «масштабируемое производство искусственных фотонных излучателей со сложными структурами, выдающимися свойствами, высокой производительностью и низкой стоимостью по-прежнему является сложной задачей». [65] Это продвинуло исследования более простых структур для материалов PDRC, возможно, лучше подходящих для массового производства. [64]

Покрытия

Масштабируемое цветное покрытие PDRC с использованием оксида висмута (на фото) было разработано Чжаем и др. [30]

Покрытия PDRC, такие как краски, могут быть выгодны, учитывая их прямое нанесение на поверхности, упрощая подготовку и снижая затраты, [41] хотя не все покрытия недороги. [66] Исследование 2022 года показало, что покрытия, как правило, предлагают «высокую работоспособность, удобную обработку и низкую стоимость, что имеет перспективу крупномасштабного использования». [40] Покрытия PDRC были разработаны в цветах, отличных от белого, при этом они по-прежнему демонстрируют высокую отражательную способность солнечного света и теплоотдачу. [30]

Покрытия должны быть прочными и устойчивыми к загрязнению, чего можно добиться с помощью пористых PDRC [55] или гидрофобных верхних покрытий, которые выдерживают чистку, хотя гидрофобные покрытия используют политетрафторэтилен или подобные соединения, чтобы быть водостойкими. [66] Негативное воздействие на окружающую среду можно смягчить, ограничив использование других токсичных растворителей, распространенных в красках, таких как ацетон . Были разработаны нетоксичные или на водной основе краски . [66] [60]

Покрытие из пористых полимеров (PPC) демонстрирует превосходные характеристики PDRC. Эти полимеры имеют высокую концентрацию мелких пор, которые эффективно рассеивают свет на границе между полимером и воздухом. Это рассеивание увеличивает как солнечное отражение (более 96%), так и тепловое излучение (97% тепла), снижая температуру поверхности на шесть градусов ниже окружающей среды в полдень в Финиксе. Этот процесс основан на растворе, что способствует масштабируемости. [67] [68] Краситель желаемого цвета наносится на полимер. По сравнению с традиционным красителем в пористом полимере, в котором краситель смешан с полимером, новая конструкция может охлаждать более эффективно. [69]

Исследование 2018 года сообщило о значительном снижении затрат на покрытие, заявив, что «фотонные среды, при правильной рандомизации для минимизации свободного пробега фотонов, могут использоваться для покрытия черной подложки и снижения ее температуры за счет радиационного охлаждения». Это покрытие может «превзойти имеющуюся в продаже белую краску, отражающую солнце, для дневного охлаждения» без дорогостоящих производственных этапов или материалов. [70]

Фильмы

Фотонная пленка радиатора на основе жука-усача Neocerambyx gigas показала 95% солнечной освещенности и 96% излучательной способности. [65]

Многие тонкие пленки обеспечивают высокую отражательную способность солнечного света и теплоотдачу. Однако пленки с точными узорами или структурами не масштабируются «из-за стоимости и технических трудностей, присущих крупномасштабной точной литографии » (2022), [9] или «из-за сложной наномасштабной литографии/синтеза и жесткости» (2021). [73]

Полиакрилатная гидрогелевая пленка [74] из исследования 2022 года имеет более широкое применение, включая потенциальное использование в строительстве зданий и крупномасштабных системах терморегулирования. Это исследование было сосредоточено на пленке, разработанной для гибридного пассивного охлаждения. Пленка использует полиакрилат натрия , недорогой промышленный материал, для достижения высокого отражения солнечного света и высокого среднего инфракрасного излучения. Важной особенностью этого материала является его способность поглощать атмосферную влагу, способствуя испарительному охлаждению . Этот трехсторонний механизм обеспечивает эффективное охлаждение в различных атмосферных условиях, включая высокую влажность или при ограниченном доступе к чистому небу. [74]

Метаткани

PDRC могут быть изготовлены из метатканей, которые могут использоваться в одежде для защиты/регулирования температуры тела. Большинство метатканей изготовлены из волокон на основе нефти. [78] Например, исследование 2023 года сообщило, что «необходимо разработать новые гибкие целлюлозные волокнистые пленки с древоподобными иерархическими микроструктурами для носимых PDRC приложений». [63]

Исследование 2021 года выбрало композит из оксида титана и полимолочной кислоты (TiO2-PLA) с ламинированием политетрафторэтиленом (ПТФЭ). Ткань прошла оптическую и термическую характеристику, измерив как отражательную способность, так и излучательную способность. Численное моделирование, включая теорию Лоренца-Ми и моделирование Монте-Карло , сыграло решающую роль в прогнозировании характеристик ткани и руководстве оптимизацией. Механические испытания были проведены для оценки долговечности, прочности и практичности ткани. [79]

Исследование показало исключительную способность облегчать радиационное охлаждение. Ткань достигла 94,5% излучательной способности и 92,4% отражательной способности. Это сочетание высокой излучательной способности и отражательной способности является центральным для ее охлаждающих возможностей, значительно превосходя традиционные ткани. Кроме того, механические свойства ткани, включая прочность, долговечность, водонепроницаемость и воздухопроницаемость, подтвердили ее пригодность для одежды. [79] [80] [81]

Аэрогели

Аэрогели предлагают потенциально недорогой материал, масштабируемый для массового производства. Некоторые аэрогели можно считать более экологически чистой альтернативой другим материалам, с разлагаемым потенциалом и отсутствием токсичных химикатов. [83] [61] Аэрогели могут быть полезны в качестве теплоизоляции для снижения поглощения солнечной энергии и паразитного прироста тепла для улучшения охлаждающей способности PDRC. [84]

Нано пузыри

Пигменты поглощают свет. Мыльные пузыри показывают призму разных цветов на своей поверхности. Эти цвета возникают в результате взаимодействия света с различной толщиной поверхности пузырька, называемой структурным цветом . В одном исследовании сообщалось, что нанокристаллы целлюлозы (CNC), которые получают из целлюлозы, содержащейся в растениях, можно превратить в переливающиеся, красочные пленки без добавления пигмента. Они создали пленки синего, зеленого и красного цветов, которые при помещении под солнечный свет были в среднем почти на 7ᵒF холоднее окружающего воздуха. Пленка генерировала более 120 Вт м -2 охлаждающей мощности. [87]

Биоразлагаемые поверхности

Многие предлагаемые материалы для радиационного охлаждения не поддаются биологическому разложению . Исследование 2022 года показало, что «устойчивые материалы для радиационного охлаждения недостаточно изучены». [34]

Микро-решетка

Фотонное устройство на основе кремниевой микрорешетки охлаждало коммерческие кремниевые ячейки на 3,6 °C при интенсивности солнечного излучения от 830 Вт м −2 до 990 Вт м −2 . [88]

Приложения

Пассивное дневное радиационное охлаждение имеет «потенциал для одновременного решения двух основных проблем энергетического кризиса и глобального потепления» [1] наряду с «технологией охлаждения для защиты окружающей среды». [40] PDRC имеют множество потенциальных применений, но в настоящее время чаще всего применяются в различных аспектах застроенной среды , таких как ограждающие конструкции зданий , прохладные тротуары и другие поверхности для снижения энергопотребления, затрат и выбросов CO2 . [ 89] PDRC применяется для охлаждения внутренних помещений , наружного городского охлаждения, эффективности солнечных батарей , охлаждения конденсаторов электростанций и других применений. [7] [15] [33] Для наружного применения долговечность PDRC является важным требованием. [49]

Охлаждение внутренних помещений

Предполагается, что односемейные отдельно стоящие дома в пригородах США снизят расходы на электроэнергию на 26–46 % при внедрении PDRC. [90]

Наиболее распространенное применение — на ограждающих конструкциях зданий, включая прохладные крыши . PDRC может удвоить экономию энергии по сравнению с белой крышей. [15] Это делает PDRC альтернативой или дополнением к кондиционированию воздуха , что снижает потребление энергии и уменьшает выбросы гидрофторуглеродов (ГФУ) в атмосферу при кондиционировании воздуха . ГФУ могут быть в тысячи раз более мощными, чем CO2 . [ 7] [15] [41] [8]

Кондиционирование воздуха составляет 12% -15% мирового потребления энергии, [7] [78] в то время как выбросы CO 2 от кондиционирования воздуха составляют «13,7% выбросов CO 2 , связанных с энергетикой , приблизительно 52,3 ЭДж в год» [40] или 10% от общего объема выбросов. [78] Ожидается, что применение кондиционирования воздуха будет расти. [30] Однако это может быть значительно сокращено с массовым производством недорогих PDRC для охлаждения внутренних помещений. [7] [8] [91] Многослойная поверхность PDRC, покрывающая 10% крыши здания, может заменить 35% кондиционирования воздуха, используемого в самые жаркие часы дня. [7]

В пригородных односемейных жилых районах PDRC могут снизить затраты на электроэнергию на 26–46 % в Соединенных Штатах [90] и снизить температуру в среднем на 5,1 °C. С добавлением «холодильного хранилища для использования избыточной энергии охлаждения воды, вырабатываемой в непиковые часы, охлаждающий эффект для внутреннего воздуха в периоды пиковой нагрузки охлаждения может быть значительно улучшен», а температура воздуха может быть снижена на 6,6–12,7 °C. [92]

В городах PDRC могут обеспечить значительную экономию энергии и затрат. В исследовании городов США Чжоу и др. обнаружили, что «города в жарких и засушливых регионах могут достичь высокой годовой экономии потребления электроэнергии >2200 кВт·ч , в то время как <400 кВт·ч достижимо в более холодных и влажных городах», ранжируя от самой высокой к самой низкой экономии потребления электроэнергии следующим образом: Финикс (~2500 кВт·ч), Лас-Вегас (~2250 кВт·ч), Остин (~2100 кВт·ч), Гонолулу (~2050 кВт·ч), Атланта (~1500 кВт·ч), Индианаполис (~1200 кВт·ч), Чикаго (~1150 кВт·ч), Нью-Йорк (~900 кВт·ч), Миннеаполис (~850 кВт·ч), Бостон (~750 кВт·ч), Сиэтл (~350 кВт·ч). [92] В исследовании, прогнозирующем экономию энергии для индийских городов в 2030 году, Мумбаи и Калькутта имели более низкий потенциал экономии энергии, Джайсалмер , Варансай и Дели имели более высокий потенциал, хотя со значительными колебаниями с апреля по август в зависимости от влажности и ветровой защиты. [52]

Растущий интерес и рост применения PDRC в зданиях объясняется экономией средств, связанной с «огромной глобальной площадью поверхности зданий, с размером рынка около 27 миллиардов долларов в 2025 году», как подсчитано в исследовании 2020 года. [89]

Охлаждение наружного городского пространства

PDRC, установленный на крыше в Калькутте, продемонстрировал снижение температуры поверхности земли почти на 4,9 °C (8,8 °F) (при среднем снижении на 2,2 °C или 4,0 °F). [9]

Поверхности PDRC могут смягчить экстремальную жару от эффекта городского острова тепла , который наблюдается в более чем 450 городах по всему миру. В городских районах может быть на 10–12 °C (18–22 °F) жарче, чем в близлежащих сельских районах . [9] [10] В обычный жаркий летний день крыши зданий могут быть на 27–50 °C (49–90 °F) горячее окружающего воздуха, что дополнительно нагревает температуру воздуха за счет конвекции . Хорошо изолированные темные крыши значительно горячее, чем все другие городские поверхности, включая асфальтовые покрытия, [10] еще больше увеличивая потребность в кондиционировании воздуха (что еще больше ускоряет глобальное потепление и городской остров тепла за счет выброса отработанного тепла в окружающий воздух) и увеличивая риски заболеваний, связанных с жарой, и фатальных последствий для здоровья. [9] [43] [44]

PDRC могут применяться на крышах зданий и городских убежищах для значительного снижения температуры поверхности с нулевым потреблением энергии путем отражения тепла из городской среды в космическое пространство. [9] [10] Основным препятствием для внедрения PDRC является блики, которые могут быть вызваны отражением видимого света на окружающие здания. Цветные поверхности PDRC могут смягчать блики. [66] например, Zhai et al. [30] «Супербелые краски с коммерческими световозвращающими сферами с высоким индексом (n~1,9) », [66] или использование световозвращающих материалов (RRM) также могут смягчать блики. [10] Окружающие здания без PDRC могут ослабить охлаждающую способность PDRC. [90]

Даже при установке на крышах в густонаселенных городских районах широкополосные панели радиационного охлаждения снижают температуру поверхности на уровне тротуара . [93] Исследование 2022 года оценило влияние поверхностей PDRC зимой, включая немодулированные и модулированные PDRC, в столичном районе Калькутты . Немодулированный PDRC с отражательной способностью 0,95 и излучательной способностью 0,93 снизил температуру поверхности земли почти на 4,9 °C (8,8 °F) и со средним дневным снижением на 2,2 °C (4,0 °F). [9]

Хотя летом охлаждающие эффекты широкополосных немодулированных PDRC могут быть желательными, они могут представлять неприятный эффект «переохлаждения» для городского населения зимой и, таким образом, увеличивать потребление энергии для отопления. Это можно смягчить с помощью широкополосных модулированных PDRC, которые, как они обнаружили, могут повышать дневную температуру окружающей среды в городе на 0,4–1,4 °C (0,72–2,52 °F) зимой. Хотя в Калькутте «переохлаждение» маловероятно, в других местах оно может иметь нежелательные последствия. Поэтому модулированные PDRC могут быть предпочтительными в городах с теплым летом и холодной зимой для контролируемого охлаждения, в то время как немодулированные PDRC могут быть более полезными для городов с жарким летом и умеренной зимой. [9]

В исследовании городских автобусных остановок было обнаружено, что большинство остановок не обеспечивают тепловой комфорт для пассажиров , в то время как дерево может обеспечить на 0,5 °C (0,90 °F) больше охлаждения. [90] Другие методы охлаждения остановок часто включают кондиционирование воздуха или другие энергоемкие меры. Городские стоянки с кровлей PDRC могут значительно снизить температуру при нулевом потреблении энергии, в то время как добавление «невзаимного покрытия среднего инфракрасного диапазона» может увеличить преимущества за счет снижения входящего атмосферного излучения, а также отражения излучения от окружающих зданий. [90]

Для охлаждения уличных городских пространств исследование 2021 года рекомендовало, чтобы PDRC в городских районах в первую очередь сосредоточился на повышении альбедо, при условии, что коэффициент излучения будет поддерживаться выше 90% [10] .

Эффективность использования солнечной энергии

Эффективность солнечных элементов можно повысить с помощью применения PDRC для уменьшения перегрева и деградации элементов. [15]

Поверхности PDRC могут быть интегрированы с солнечными энергетическими установками , называемыми охлаждением солнечной энергии–излучения (SE–RC), для улучшения функциональности и производительности путем предотвращения «перегрева» солнечных элементов и, таким образом, их деградации. Поскольку кремниевые солнечные элементы имеют максимальную эффективность 33,7% (при средней коммерческой панели, достигающей около 20%), большая часть поглощенной мощности производит избыточное тепло и увеличивает рабочую температуру. [15] [76] Эффективность солнечных элементов снижается на 0,4–0,5% при каждом повышении температуры на 1 ᵒC. [15]

PDRC может продлить срок службы солнечных элементов, снижая рабочую температуру системы. [76] Интеграция PDRC в солнечные энергетические системы также относительно проста, учитывая, что «большинство систем сбора солнечной энергии имеют плоскую пластинчатую конструкцию, обращенную к небу, что похоже на системы радиационного охлаждения». Сообщается, что интеграция увеличивает прирост энергии на единицу площади, одновременно увеличивая долю дня, в течение которого работает элемент. [14]

Были предложены методы для потенциального повышения эффективности охлаждения. В одном исследовании 2022 года было предложено использовать «стратегию синергетического управления полным спектром (FSSM) для охлаждения солнечных элементов, которая сочетает в себе радиационное охлаждение и спектральное расщепление для улучшения рассеивания радиационного тепла и уменьшения отходящего тепла , генерируемого поглощением суб-BG-фотонов». [94]

Персональное терморегулирование

Персональное терморегулирование (PTM) использует PDRC в тканях для регулирования температуры тела во время экстремальной жары. Хотя другие ткани полезны для накопления тепла, они «могут привести к тепловому удару в жаркую погоду». [95] Исследование 2021 года утверждает, что «включение пассивных радиационных охлаждающих структур в персональные технологии терморегулирования может эффективно защитить людей от усиливающегося глобального изменения климата». [96]

Носимые PDRC могут иметь разные формы и предназначаться для работающих на открытом воздухе. Продукция находится на стадии прототипа . [82] [97] Хотя большинство тканей белые, цветные носимые материалы определенных цветов могут быть уместны в некоторых контекстах. [15]

Охлаждение конденсатора электростанции

Конденсаторы электростанций, используемые на термоэлектрических электростанциях и концентрированных солнечных электростанциях (CSP), могут охлаждать воду для эффективного использования в теплообменнике . Исследование пруда, покрытого радиационным охладителем, показало, что поток 150 Вт м 2 может быть достигнут без потери воды. [7] PDRC может сократить использование воды и тепловое загрязнение, вызванное охлаждением воды . [5]

В обзоре сообщается, что добавление конденсатора с воздушным охлаждением для панелей радиационного охлаждения в конденсаторе термоэлектрической электростанции позволило достичь эффекта охлаждения 4096 кВтч/день при потреблении энергии насосом 11 кВтч/день. [7] Сообщалось, что концентрированная солнечная электростанция (CSP) на сверхкритическом цикле CO2 при 550ᵒC обеспечивает 5% чистого прироста выходной мощности по сравнению с системой с воздушным охлаждением за счет интеграции с радиационным охладителем мощностью 14 м2/кВт." [7]

Терморегуляция зданий

В дополнение к охлаждению, поверхности PDRC могут быть модифицированы для двунаправленного терморегулирования (охлаждение и обогрев). [9] Это может быть достигнуто путем переключения теплоизлучения между высокими и низкими значениями. [9] [15]

Термоэлектрическая генерация

В сочетании с термоэлектрическим генератором поверхность PDRC может генерировать небольшое количество электроэнергии. [15]

Охлаждение автомобилей и теплиц

Термически закрытые помещения, включая автомобили и теплицы , особенно восприимчивы к вредному повышению температуры. Это происходит из-за большого количества окон, которые прозрачны для входящего солнечного излучения, но непрозрачны для исходящего длинноволнового теплового излучения, что заставляет их быстро нагреваться на солнце. Температура автомобиля под прямыми солнечными лучами может подняться до 60–82 ᵒC, когда температура окружающей среды составляет всего 21 ᵒC. [15]

Сбор воды

Урожайность сбора росы может быть улучшена с помощью PDRC. Селективные излучатели PDRC, которые имеют высокую излучательную способность, и широкополосные излучатели могут давать разные результаты. В одном исследовании с использованием широкополосного PDRC устройство конденсировало ~8,5 мл воды в день для 800 Вт м 2 пиковой солнечной интенсивности». [15] В то время как селективные излучатели могут быть менее выгодны в других контекстах, они могут быть превосходны для приложений по сбору росы. [48] PDRC могут улучшить сбор атмосферной воды, сочетаясь с солнечными системами генерации пара для улучшения скорости сбора воды. [49]

Водяное и ледяное охлаждение

Поверхности PDRC могут быть установлены над поверхностью водоема для охлаждения. В контролируемом исследовании водоем был охлажден на 10,6 ᵒC ниже температуры окружающей среды с использованием фотонного излучателя. [7] [ проверка не удалась ]

Поверхности PDRC были разработаны для охлаждения льда и предотвращения его таяния под воздействием солнечного света. Это было предложено как устойчивый метод защиты льда. Это также может быть применено для защиты охлажденных продуктов от порчи. [98]

Побочные эффекты

Джереми Мандей пишет, что хотя «вероятно, возникнут непредвиденные эффекты», структуры PDRC «могут быть немедленно удалены при необходимости, в отличие от методов, которые предполагают рассеивание твердых частиц в атмосфере, что может длиться десятилетиями». [99] Стратосферное аэрозольное впрыскивание «может вызвать потенциально опасные угрозы для основных климатических операций Земли», которые могут быть необратимыми, предпочитая PDRC. [24] Зевенховен и др. утверждают, что «вместо стратосферного аэрозольного впрыскивания (SAI), осветления облаков или большого количества зеркал в небе («геоинженерия солнцезащитных экранов») для блокировки или отражения входящего (коротковолнового, SW) солнечного излучения , длинноволновое (LW) тепловое излучение может выборочно испускаться и передаваться через атмосферу в космос». [3]

«Переохлаждение» и модуляция PDRC

Модификация PDRC диоксидом ванадия (на фото) позволяет добиться температурного «переключения» с охлаждения на нагрев, чтобы смягчить эффект «переохлаждения». [20]

«Переохлаждение» упоминается как побочный эффект PDRC, который может быть проблематичным, особенно когда PDRC применяются в густонаселенных районах с жарким летом и прохладной зимой, характерных для умеренных зон . [20] Хотя применение PDRC в этих районах может быть полезным летом, зимой оно может привести к увеличению потребления энергии для отопления и, таким образом, может снизить преимущества PDRC в плане экономии энергии и выбросов. [9] [21] По словам Чена и др., «для решения этой проблемы были разработаны динамически переключаемые покрытия, предотвращающие переохлаждение зимой или в холодных условиях». [20]

Вред переохлаждения можно уменьшить путем модуляции PDRC, используя их пассивные охлаждающие способности летом, одновременно модифицируя их для пассивного обогрева зимой. Модуляция может включать «переключение излучательной способности или отражательной способности на низкие значения зимой и высокие значения в теплый период». [9] В 2022 году Хан и др. пришли к выводу, что «недорогие оптически модулированные» PDRC «находятся в стадии разработки» и «ожидается, что вскоре они поступят в продажу с высоким будущим потенциалом для снижения городской жары в городах, не приводя к штрафу за переохлаждение в холодные периоды». [9]

Существуют различные методы создания PDRC «переключаемых» для смягчения переохлаждения. [20] Большинство исследований использовали диоксид ванадия (VO2), неорганическое соединение , для достижения температурно-зависимых «переключаемых» эффектов охлаждения и нагрева. [20] [21] Хотя, по словам Хана и др., разработка VO2 является сложной, их обзор показал, что «последние исследования были сосредоточены на упрощении и улучшении расширения методов для различных типов приложений». [9] Чен и др. обнаружили, что «много усилий было уделено покрытиям VO2 при переключении среднего инфракрасного спектра , и только несколько исследований сообщили о переключаемой способности температурно-зависимых покрытий в солнечном спектре». [20] Температурно-зависимое переключение не требует дополнительных затрат энергии для достижения как охлаждения, так и нагрева. [20]

Другие методы «переключения» PDRC требуют дополнительного ввода энергии для достижения желаемых эффектов. Один из таких методов заключается в изменении диэлектрической среды . Это можно сделать посредством «обратимого смачивания» и высушивания поверхности PDRC обычными жидкостями, такими как вода и спирт . Однако для того, чтобы это было реализовано в массовом масштабе, «в реалистичных приложениях следует учитывать переработку и утилизацию рабочих жидкостей, а также герметичность циркуляционного контура». [20]

Другой метод включает «переключение» посредством механической силы, что может быть полезным и было «широко исследовано в полимерных покрытиях [PDRC] из-за их растяжимости». Для этого метода «для получения переключаемого покрытия в εLWIR , механическое напряжение/деформация может быть применено в тонкой пленке PDMS, состоящей из решетки PDMS и внедренных наночастиц ». Одно исследование оценило, что с использованием этого метода «19,2% энергии, используемой для нагрева и охлаждения, может быть сэкономлено в США, что в 1,7 раза выше, чем в режиме только охлаждения и в 2,2 раза выше, чем в режиме только нагрева», что может вдохновить на дополнительные исследования и разработки. [20]

Блики и внешний вид

Блики, вызванные поверхностями с высокой отражательной способностью, могут представлять проблемы видимости, которые могут ограничить применение PDRC, особенно в городских условиях на уровне земли. [30] Были разработаны PDRC, которые используют «систему рассеивания» для создания отражения более рассеянным образом и являются «более подходящими для реальных применений», согласно Лин и др. [100]

Также были разработаны недорогие цветные покрытия PDRC, которые уменьшают блики и увеличивают цветовое разнообразие поверхностей PDRC. Хотя часть солнечного отражения поверхности теряется в видимом спектре света, цветные PDRC все еще могут демонстрировать значительную охлаждающую способность, например, покрытие от Zhai et al., которое использовало покрытие α- Bi 2 O 3 (напоминающее цвет соединения) для разработки нетоксичной краски, которая продемонстрировала солнечное отражение 99% и теплоотдачу 97%. [30]

В целом отмечается, что существует компромисс между охлаждающим потенциалом и более темными окрашенными поверхностями. Менее отражающие цветные PDRC также могут быть применены к стенам, в то время как более отражающие белые PDRC могут быть применены к крышам для увеличения визуального разнообразия вертикальных поверхностей, но при этом все еще способствуют охлаждению. [31]

История

Способность сахарского серебряного муравья снижать температуру своего тела в условиях экстремальной жары вдохновила ранние исследования PDRC. [101]

Пассивное ночное радиационное охлаждение известно уже тысячи лет, и записи показывают, что древние иранцы знали об этом , что было продемонстрировано на примере строительства яхчалов , начиная с 400 г. до н. э. [102]

PDRC была выдвинута Феликсом Тромбе в 1967 году. Первая экспериментальная установка была создана в 1975 году, но была успешной только для ночного охлаждения. Дальнейшие разработки по достижению дневного охлаждения с использованием различных составов материалов не увенчались успехом. [7]

В 1980-х годах Лушику и Гранквист определили инфракрасное окно как потенциальный способ доступа к ультрахолодному космическому пространству для достижения пассивного дневного охлаждения. [3]

Ранние попытки разработки пассивных радиационных охлаждающих материалов в дневное время были вдохновлены природой, в частности, сахарскими серебряными муравьями и белыми жуками, отмечая, как они охлаждают себя в экстремальную жару. [15] [33]

Исследования и разработки в области PDRC быстро развивались в 2010-х годах с открытием возможности подавления солнечного нагрева с помощью фотонных метаматериалов, что значительно расширило исследования и разработки в этой области. [15] [33]

В 2024 году Nissan представил краску, которая снижает температуру салона автомобиля до 21 °F под прямыми солнечными лучами. Она включает два типа частиц, каждый из которых работает на своей частоте. Один отражает ближний инфракрасный свет. Второй преобразует другие частоты в соответствии с инфракрасным окном, излучая энергию в космос. [103]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcde Чэнь, Мэйцзе; Панг, Дэн; Чэнь, Синюй; Янь, Хунцзе; Ян, Юань (2022). «Пассивное дневное радиационное охлаждение: основы, конструкции материалов и приложения». EcoMat . 4 . doi : 10.1002/eom2.12153 . S2CID  240331557. Пассивное дневное радиационное охлаждение (PDRC) рассеивает земное тепло в чрезвычайно холодном космическом пространстве без использования какой-либо энергии или загрязнения окружающей среды. Оно может одновременно смягчить две основные проблемы энергетического кризиса и глобального потепления.
  2. ^ abc Ван, Тонг; У, И; Ши, Лань; Ху, Синьхуа; Чэнь, Минь; У, Лиминь (2021). «Структурный полимер для высокоэффективного пассивного радиационного охлаждения в течение всего дня». Nature Communications . 12 (365): 365. doi :10.1038/s41467-020-20646-7. PMC 7809060 . PMID  33446648. Соответственно, крайне желательно проектирование и изготовление эффективного PDRC с достаточно высоким коэффициентом отражения солнечного света (𝜌¯solar) (λ ~ 0,3–2,5 мкм) для минимизации притока солнечного тепла и одновременно сильным тепловым излучением LWIR (ε¯LWIR) для максимизации потерь лучистого тепла. Когда поступающее лучистое тепло от Солнца уравновешивается исходящим лучистым тепловым излучением, температура Земли может достичь устойчивого состояния. 
  3. ^ abcde Zevenhovena, Ron; Fält, Martin (июнь 2018 г.). "Радиационное охлаждение через атмосферное окно: третий, менее интрузивный геоинженерный подход". Energy . 152 : 27. Bibcode :2018Ene...152...27Z. doi :10.1016/j.energy.2018.03.084. S2CID  116318678 – через Elsevier Science Direct. Альтернативным, третьим геоинженерным подходом было бы улучшенное охлаждение за счет теплового излучения с поверхности Земли в космос". [...] "При 100 Вт м 2 в качестве продемонстрированного пассивного охлаждающего эффекта потребуется покрытие поверхности в размере 0,3% или 1% поверхности суши Земли. Если половину из них установить в городских застроенных районах, которые занимают примерно 3% суши Земли, то там потребуется покрытие в 17%, а остальная часть будет установлена ​​в сельской местности.
  4. ^ abc Хео, Се-Ён; Джу Ли, Гил; Сон, Ён Мин (июнь 2022 г.). «Сброс тепла с помощью фотонных структур: радиационное охлаждение и его потенциал». Журнал химии материалов C. 10 ( 27): 9915–9937. doi :10.1039/D2TC00318J. S2CID  249695930 – через Королевское химическое общество.
  5. ^ abcdefghijklmnopqrstu vwx Aili, Ablimit; Yin, Xiaobo; Yang, Ronggui (октябрь 2021 г.). "Глобальный радиационный потенциал охлаждения неба с поправкой на плотность населения и потребность в охлаждении". Атмосфера . 12 (11): 1379. Bibcode : 2021Atmos..12.1379A. doi : 10.3390/atmos12111379 .
  6. ^ ab Chen, Jianheng; Lu, Lin; Gong, Quan (июнь 2021 г.). «Новое исследование карт ресурсов пассивного радиационного охлаждения неба в Китае». Energy Conversion and Management . 237 : 114132. Bibcode : 2021ECM...23714132C. doi : 10.1016/j.enconman.2021.114132. S2CID  234839652 – через Elsevier Science Direct. Пассивное радиационное охлаждение использует окно прозрачности атмосферы (8–13 мкм) для отвода тепла в космическое пространство и препятствует поглощению солнечного света.
  7. ^ abcdefghijklmno Bijarniya, Jay Prakash; Sarkar, Jahar; Maiti, Pralay (ноябрь 2020 г.). «Обзор пассивного дневного радиационного охлаждения: основы, недавние исследования, проблемы и возможности». Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 133 : 110263. Bibcode : 2020RSERv.13310263B. doi : 10.1016/j.rser.2020.110263. S2CID  224874019 – через Elsevier Science Direct.
  8. ^ abc Benmoussa, Youssef; Ezziani, Maria; Djire, All-Fousseni; Amine, Zaynab; Khaldoun, Asmae; Limami, Houssame (сентябрь 2022 г.). «Моделирование энергоэффективной прохладной крыши с дневным радиационным охлаждающим материалом на основе целлюлозы». Materials Today: Proceedings . 72 : 3632–3637. doi :10.1016/j.matpr.2022.08.411. S2CID  252136357 – через Elsevier Science Direct.
  9. ^ abcdefghijklmno Хан, Ансар; Карлосена, Лаура; Фэн, Цзе; Корат, Самиран; Хатун, Рупали; Доан, Куанг-Ван; Сантамоурис, Маттеос (январь 2022 г.). «Оптически модулированные пассивные широкополосные дневные радиационные охлаждающие материалы могут охлаждать города летом и обогревать города зимой». Устойчивость . 14 – через MDPI.
  10. ^ abcdefgh Ананд, Джотис; Сейлор, Дэвид Дж.; Баниассади, Амир (февраль 2021 г.). «Относительная роль солнечного отражения и теплового излучения для пассивных технологий дневного радиационного охлаждения, применяемых к крышам». Устойчивые города и общество . 65 : 102612. Bibcode : 2021SusCS..6502612A. doi : 10.1016/j.scs.2020.102612. S2CID  229476136 – через Elsevier Science Direct.
  11. ^ abcdefg Лян, Цзюнь; У, Цзявэй; Го, Цзюнь; Ли, Хуагэнь; Чжоу, Сяньцзюнь; Лян, Шэн; Цю, Чэн-Вэй; Тао, Гуанмин (сентябрь 2022 г.). «Радиационное охлаждение для пассивного управления температурой на пути к устойчивой углеродной нейтральности». National Science Review . 10 (1): nwac208. doi : 10.1093/nsr/nwac208 . PMC 9843130. PMID  36684522 . 
  12. ^ ab Munday, Jeremy (2019). «Борьба с изменением климата посредством радиационного охлаждения». Joule . 3 (9): 2057–2060. Bibcode :2019Joule...3.2057M. doi : 10.1016/j.joule.2019.07.010 . S2CID  201590290. Покрывая Землю небольшой долей теплоизлучающих материалов, можно увеличить поток тепла от Земли, а чистый поток излучения можно уменьшить до нуля (или даже сделать отрицательным), тем самым стабилизируя (или охлаждая) Землю.
  13. ^ Инь, Сяобо; Ян, Ронгуй; Тан, Ган; Фань, Шаньхуэй (ноябрь 2020 г.). «Радиационное охлаждение Земли: использование холодной Вселенной в качестве возобновляемого и устойчивого источника энергии». Science . 370 (6518): 786–791. Bibcode :2020Sci...370..786Y. doi :10.1126/science.abb0971. PMID  33184205. S2CID  226308213. ...радиационное охлаждение Земли стало многообещающим решением для смягчения городских островов тепла и потенциальной борьбы с глобальным потеплением, если его можно будет реализовать в больших масштабах.
  14. ^ abcde Ахмед, Салман; Ли, Чжэньпэн; Джавед, Мухаммад Шахзад; Ма, Тао (сентябрь 2021 г.). «Обзор интеграции радиационного охлаждения и сбора солнечной энергии». Materials Today: Energy . 21 : 100776. Bibcode : 2021MTEne..2100776A. doi : 10.1016/j.mtener.2021.100776 – через Elsevier Science Direct.
  15. ^ abcdefghijklmnopqrs Хео, Се-Ён; Джу Ли, Гил; Сон, Ён Мин (июнь 2022 г.). «Сброс тепла с помощью фотонных структур: радиационное охлаждение и его потенциал». Журнал химии материалов C. 10 ( 27): 9915–9937. doi :10.1039/D2TC00318J. S2CID  249695930 – через Королевское химическое общество.
  16. ^ Мандей, Джереми (2019). «Борьба с изменением климата посредством радиационного охлаждения». Джоуль . 3 (9): 2057–2060. Bibcode : 2019Joule...3.2057M. doi : 10.1016/j.joule.2019.07.010 . S2CID  201590290. Если бы только 1%–2% поверхности Земли излучали с этой скоростью, а не с ее текущим средним значением, общие потоки тепла во всю Землю и от нее были бы сбалансированы, и потепление прекратилось бы.
  17. ^ abc Хан, Ди; Фэй, Цзипэн; Ли, Хун; Нг, Бин Фэн (август 2022 г.). «Критерии достижения субокружающего радиационного охлаждения и его пределы в тропическое дневное время». Строительство и окружающая среда . 221 (1): 109281. Bibcode : 2022BuEnv.22109281H. doi : 10.1016/j.buildenv.2022.109281 – через Elsevier Science Direct.
  18. ^ ab Huang, Jingyuan; Lin, Chongjia; Li, Yang; Huang, Baoling (май 2022 г.). «Влияние влажности, аэрозоля и облаков на радиационное охлаждение в условиях субокружающей среды». International Journal of Heat and Mass Transfer . 186 : 122438. Bibcode : 2022IJHMT.18622438H. doi : 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2021.122438. S2CID  245805048 – через Elsevier Science Direct.
  19. ^ Аб Лю, Цзюньвэй; Чжан, Цзи; Чжан, Дебао; Цзяо, Шифей; Син, Цзинчэн; Тан, Хуацзе; Чжан, Ин; Ли, Шуай; Чжоу, Чжихуа; Цзо, Цзянь (сентябрь 2020 г.). «Радиационное охлаждение под окружающей средой с ветровым покрытием». Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 130 : 109935. Бибкод : 2020RSERv.13009935L. doi :10.1016/j.rser.2020.109935. S2CID  219911962 – через Elsevier Science Direct.
  20. ^ abcdefghijklmnop Чэнь, Мэйцзе; Панг, Дэн; Чэнь, Синюй; Янь, Хунцзе; Янь, Юань (2022). «Пассивное дневное радиационное охлаждение: основы, конструкции материалов и применение». EcoMat . 4 . doi : 10.1002/eom2.12153 . S2CID  240331557.
  21. ^ abc Ван, Чжаочэнь; Ким, Сун-Кён; Ху, Ран (март 2022 г.). «Самопереключаемое радиационное охлаждение». Matter . 5 (3): 780–782. doi : 10.1016/j.matt.2022.01.018 . S2CID  247329090.
  22. ^ Ян, Юань; Чжан, Ифань (2020). «Пассивное дневное радиационное охлаждение: принцип, применение и экономический анализ». MRS Energy & Sustainability . 7 (18). doi : 10.1557/mre.2020.18 . S2CID  220008145. Архивировано из оригинала 27 сентября 2022 г. . Получено 27 сентября 2022 г. .
  23. ^ "Что такое пассивное радиационное охлаждение 3M?". 3M . Архивировано из оригинала 22 сентября 2021 г. . Получено 27 сентября 2022 г. Пассивное радиационное охлаждение — это естественное явление, которое происходит в природе только ночью, поскольку все природные материалы поглощают больше солнечной энергии в течение дня, чем они могут излучать в небо.
  24. ^ ab Wang, Tong; Wu, Yi; Shi, Lan; Hu, Xinhua; Chen, Min; Wu, Limin (2021). «Структурный полимер для высокоэффективного пассивного радиационного охлаждения в течение всего дня». Nature Communications . 12 (365): 365. doi :10.1038/s41467-020-20646-7. PMC 7809060 . PMID  33446648. Соответственно, крайне желательно проектирование и изготовление эффективного PDRC с достаточно высоким коэффициентом отражения солнечного света (𝜌¯solar) (λ ~ 0,3–2,5 мкм) для минимизации притока солнечного тепла и одновременно сильным тепловым излучением LWIR (ε¯LWIR) для максимизации потерь лучистого тепла. Когда поступающее лучистое тепло от Солнца уравновешивается исходящим лучистым тепловым излучением, температура Земли может достичь устойчивого состояния. 
  25. ^ Юй, Синьсянь; Яо, Фэнцзюй; Хуан, Вэньцзе; Сюй, Дунъянь; Чэнь, Чунь (июль 2022 г.). «Улучшенная радиационная охлаждающая краска с пузырьками битого стекла». Возобновляемая энергия . 194 : 129–136. Bibcode : 2022REne..194..129Y. doi : 10.1016/j.renene.2022.05.094. S2CID  248972097 – через Elsevier Science Direct. Радиационное охлаждение не потребляет внешнюю энергию, а скорее собирает холод из внешнего пространства как новый возобновляемый источник энергии.
  26. ^ Ma, Hongchen (2021). «Гибкое дневное радиационное охлаждение, улучшенное за счет включения трехфазных композитов с рассеивающими интерфейсами между кремниевыми микросферами и иерархическими пористыми покрытиями». ACS Appl. Mater. Interfaces . 13 (16): 19282–19290. arXiv : 2103.03902 . doi :10.1021/acsami.1c02145. PMID  33866783. S2CID  232147880 – через ACS Publications. Дневное радиационное охлаждение в последнее время привлекло значительное внимание из-за его огромного потенциала для пассивного использования холода вселенной в качестве чистой и возобновляемой энергии.
  27. ^ Aili, Ablimit; Yin, Xiaobo; Yang, Ronggui (октябрь 2021 г.). «Глобальный радиационный потенциал охлаждения неба с поправкой на плотность населения и потребность в охлаждении». Атмосфера . 12 (11): 1379. Bibcode : 2021Atmos..12.1379A. doi : 10.3390/atmos12111379 .
  28. ^ Хео, Се-Ён; Джу Ли, Гил; Сон, Ён Мин (июнь 2022 г.). «Сброс тепла с помощью фотонных структур: радиационное охлаждение и его потенциал». Журнал химии материалов C. 10 ( 27): 9915–9937. doi :10.1039/D2TC00318J. S2CID  249695930 – через Королевское химическое общество.
  29. ^ Чэнь, Мэйцзе; Панг, Дэн; Чэнь, Синюй; Янь, Хунцзе; Ян, Юань (2022). «Пассивное дневное радиационное охлаждение: основы, конструкции материалов и применение». EcoMat . 4 . doi : 10.1002/eom2.12153 . S2CID  240331557.
  30. ^ abcdefgh Чжай, Хуатянь; Фань, Десонг; Ли, Цян (сентябрь 2022 г.). «Масштабируемые и цветные покрытия формата краски для пассивного радиационного охлаждения». Материалы солнечной энергетики и солнечные элементы . 245 : 111853. Bibcode : 2022SEMSC.24511853Z. doi : 10.1016/j.solmat.2022.111853. S2CID  249877164 – через Elsevier Science Direct.
  31. ^ ab Dang, Saichao; Xiang, Jingbo; Yao, Hongxin; Yang, Fan; Ye, Hong (март 2022 г.). «Сохраняющее цвет дневное пассивное радиационное охлаждение на основе Y2Ce2O7, легированного Fe3+». Энергия и здания . 259 : 111861. Bibcode : 2022EneBu.25911861D. doi : 10.1016/j.enbuild.2022.111861. S2CID  246105880 – через Elsevier Science Direct.
  32. ^ Раман, Аасват П.; Анома, Марк Абу; Чжу, Линьсяо; Рафаэли, Эден; Фань, Шаньхуэй (2014). «Пассивное радиационное охлаждение ниже температуры окружающего воздуха под прямыми солнечными лучами». Nature . 515 (7528): 540–544. Bibcode :2014Natur.515..540R. doi :10.1038/nature13883. PMID  25428501. S2CID  4382732 – через nature.com.
  33. ^ abcdefg Баник, Удаян; Агравал, Ашутош; Меддеб, Хосни; Сергеев, Олег; Рейнингхаус, Нис; Гётц-Кёлер, Максимилиан; Герке, Кай; Штюренберг, Йонас; Вехсе, Мартин; Шнайдер, Мачей; Агерт, Карстен (2021). «Эффективное тонкое полимерное покрытие как селективный тепловой излучатель для пассивного дневного радиационного охлаждения». ACS Applied Materials & Interfaces . 13 (20): 24130–24137. doi :10.1021/acsami.1c04056. PMID  33974398. S2CID  234471290 – через ACS Publications.
  34. ^ abcd Park, Chanil; Park, Choyeon; Nie, Xiao; Lee, Jaeho; Kim, Yong Seok; Yoo, Youngjae (2022). «Полностью органический и гибкий биоразлагаемый излучатель для глобальных энергетических систем охлаждения». ACS Sustainable Chemistry & Engineering . 10 (21): 7091–7099. doi :10.1021/acssuschemeng.2c01182 – через ACS Publications.
  35. ^ Miranda, Nicole D.; Renaldi, Renaldi; Khosla, Radhika; McCulloch, Malcolm D. (октябрь 2021 г.). «Библиометрический анализ и ландшафт участников исследований пассивного охлаждения». Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 149 : 111406. Bibcode : 2021RSERv.14911406M. doi : 10.1016/j.rser.2021.111406 – через Elsevier Science Direct. Однако за последние три года публикации по радиационному охлаждению и управлению солнечным излучением стали наиболее многочисленными и, следовательно, являются многообещающими технологиями в этой области.
  36. ^ Аб Чен, Голян; Ван, Ямин; Цю, Цзюнь; Цао, Цзяньюнь; Цзоу, Юнчунь; Ван, Шуци; Цзя, Дэчан; Чжоу, Ю (август 2021 г.). «Простая биоинспирированная стратегия ускорения сбора воды, обеспечиваемая пассивным радиационным охлаждением и разработкой смачиваемости». Материалы и дизайн . 206 : 109829. doi : 10.1016/j.matdes.2021.109829 . S2CID  236255835.
  37. ^ ab Chang, Kai; Zhang, Qingyuan (2019). «Моделирование нисходящего длинноволнового излучения и потенциала радиационного охлаждения в Китае». Журнал возобновляемой и устойчивой энергетики . 11 (6): 066501. doi : 10.1063/1.5117319. hdl : 10131/00012884 . S2CID  209774036.
  38. ^ abcdefghi Мандей, Джереми (2019). «Борьба с изменением климата посредством радиационного охлаждения». Джоуль . 3 (9): 2057–2060. Bibcode : 2019Joule...3.2057M. doi : 10.1016/j.joule.2019.07.010 . S2CID  201590290.
  39. ^ abc Инь, Сяобо; Ян, Ронгуй; Тан, Ган; Фань, Шаньхуэй (ноябрь 2020 г.). «Радиационное охлаждение Земли: использование холодной Вселенной в качестве возобновляемого и устойчивого источника энергии». Science . 370 (6518): 786–791. Bibcode :2020Sci...370..786Y. doi :10.1126/science.abb0971. PMID  33184205. S2CID  226308213.
  40. ^ abcdefg Дун, Янь; Хань, Хань; Ван, Фуцян; Чжан, Инцзе; Чэн, Цзымин; Ши, Сюйхан; Янь, Юйцзин (июнь 2022 г.). «Недорогое устойчивое покрытие: улучшение характеристик пассивного дневного радиационного охлаждения с использованием метода спектральной полосовой комплементарности». Возобновляемая энергия . 192 : 606–616. Bibcode : 2022REne..192..606D. doi : 10.1016/j.renene.2022.04.093 – через Elsevier Science Direct.
  41. ^ abcde Cui, Yan; Luo, Xianyu; Zhang, Fenghua; Sun, Le; Jin, Nuo; Yang, Weiman (август 2022 г.). «Прогресс технологий пассивного дневного радиационного охлаждения в направлении коммерческих приложений». Particuology . 67 : 57–67. doi :10.1016/j.partic.2021.10.004. S2CID  243468810 – через Elsevier Science Direct.
  42. ^ Lv, Jinpeng; Chen, Zhuo; Li, Xingji (апрель 2022 г.). «Кальциево-фосфатные краски для полнодневного субокружающего радиационного охлаждения». ACS Applied Energy Materials . 5 (4): 4117–4124. doi :10.1021/acsaem.1c03457. S2CID  247986320 – через ACS Publications. Пассивное радиационное охлаждение имеет большое значение для энергосбережения и глобальной углеродной нейтральности из-за нулевого потребления энергии, отсутствия загрязнения и низкой стоимости.
  43. ^ ab Chen, Meijie; Pang, Dan; Yan, Hongjie (ноябрь 2022 г.). «Цветные пассивные дневные радиационные охлаждающие покрытия на основе диэлектрических и плазмонных сфер». Applied Thermal Engineering . 216 : 119125. Bibcode :2022AppTE.21619125C. doi :10.1016/j.applthermaleng.2022.119125. S2CID  251420566 – через Elsevier Science Direct. Одной из таких многообещающих альтернатив является радиационное охлаждение, которое представляет собой повсеместный процесс потери поверхностного тепла посредством теплового излучения. Вместо того чтобы выделять отработанное тепло в окружающий воздух, как обычные системы охлаждения, радиационное охлаждение пассивно выбрасывает его в космическое пространство.
  44. ^ ab Kovats, Sari; Brisley, Rachel (2021). Betts, RA; Howard, AB; Pearson, KV (ред.). «Здоровье, сообщества и застроенная среда» (PDF) . Третий технический отчет по оценке рисков изменения климата в Великобритании . Подготовлено для Комитета по изменению климата, Лондон: 38. Хотя потребление может автономно увеличиться в будущем, использование кондиционирования воздуха для борьбы с риском является потенциально неадаптивным решением, и оно выбрасывает отработанное тепло в окружающую среду, тем самым усиливая эффект городского острова тепла.
  45. ^ Чэнь, Шау-Лян; Чанг, Сы-Вэй; Чэнь, Йен-Джен; Чэнь, Сюэнь-Ли (2021). «Возможный эффект потепления из-за мелкодисперсных частиц в атмосфере». Communications Earth & Environment . 2 (1): 208. Bibcode : 2021ComEE...2..208C. doi : 10.1038/s43247-021-00278-5 . S2CID  238234137.
  46. ^ Ван, Тонг; У, И; Ши, Лань; Ху, Синьхуа; Чэнь, Минь; У, Лиминь (2021). «Структурный полимер для высокоэффективного пассивного радиационного охлаждения в течение всего дня». Nature Communications . 12 (365): 365. doi :10.1038/s41467-020-20646-7. PMC 7809060 . PMID  33446648. 
  47. ^ Юн, Шивон; Чхэ, Дону; Со, Джунён; Чхве, Мину; Лим, Хангю; Ли, Хеон; Ли, Бонг Джэ (август 2022 г.). «Разработка устройства для характеристики производительности радиационного охлаждения». Applied Thermal Engineering . 213 : 118744. Bibcode : 2022AppTE.21318744Y. doi : 10.1016/j.applthermaleng.2022.118744. S2CID  249330437 – через Elsevier Science Direct.
  48. ^ abcdef Simsek, Eylul; Mandal, Jyotirmoy; Raman, Aaswath P.; Pilon, Laurent (декабрь 2022 г.). «Капельная конденсация снижает селективность поверхностей радиационного охлаждения, обращенных к небу». Международный журнал по тепло- и массообмену . 198 : 123399. Bibcode : 2022IJHMT.19823399S. doi : 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2022.123399 . S2CID  252242911.
  49. ^ abc Zhou, Lyu; Rada, Jacob; Tian, ​​Yanpei; Han, Yu; Lai, Zhiping; McCabe, Matthew F.; Gan, Qiaoqiang (сентябрь 2022 г.). «Радиационное охлаждение для энергетической устойчивости: материалы, системы и приложения». Physical Review Materials . 6 (9): 090201. Bibcode : 2022PhRvM...6i0201Z. doi : 10.1103/PhysRevMaterials.6.090201. hdl : 10754/681638 . S2CID  252416825 – через APS Physics.
  50. ^ Лу, Чжэнмао; Лерой, Арни; Чжан, Ленан; Патель, Джатин Дж.; Ван, Эвелин Н.; Гроссман, Джеффри К. (сентябрь 2022 г.). «Значительно улучшенное пассивное охлаждение ниже уровня окружающей среды благодаря испарению, излучению и изоляции». Cell Reports Physical Science . 3 (10): 101068. Bibcode :2022CRPS....301068L. doi : 10.1016/j.xcrp.2022.101068 . hdl : 1721.1/146578 . S2CID  252411940.
  51. ^ Ли, Калли Чейн Шэн; Лю, Сянхуэй; Сун, Сяокунь; Сяо, Чэнъюй; Ван, Пань; Чжоу, Хань; Фань, Тунсян (май 2022 г.). «Двухрежимная инфракрасная асимметричная фотонная структура для всесезонного пассивного радиационного охлаждения и отопления». Advanced Functional Materials . 32 (31). doi :10.1002/adfm.202203789. S2CID  248804080 – через Wiley.
  52. ^ ab Sarkar , Jahar; Bijarniya, Jay Prakash (декабрь 2020 г.). «Влияние изменения климата на эффективность охлаждения и оценка пассивного дневного фотонно-излучательного охладителя в Индии». Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 134. Bibcode : 2020RSERv.13410303B. doi : 10.1016/j.rser.2020.110303 – через Elsevier Science Direct.
  53. ^ Ли, Мэнъин; Петерсон, Ханна Б.; Коимбра, Карлос Ф.М. (2019). «Карты ресурсов радиационного охлаждения для смежных Соединенных Штатов». Журнал возобновляемой и устойчивой энергетики . 11 (3): 036501. doi : 10.1063/1.5094510 . S2CID  197617551.
  54. ^ Вила, Роджер; Медрано, Марк; Кастель, Альберт (2021). «Картирование потенциала ночного и дневного радиационного охлаждения в Европе и влияние солнечной отражательной способности». Атмосфера . 12 (9): 1119. Bibcode : 2021Atmos..12.1119V. doi : 10.3390/atmos12091119 . ISSN  2073-4433.
  55. ^ abc Weng, Yangziwan; Zhang, Weifeng; Jiang, Yi; Zhao, Weiyun; Deng, Yuan (сентябрь 2021 г.). «Эффективное дневное радиационное охлаждение с помощью шаблонного метода на основе губчатого эмиттера PDMS с синергетической термооптической активностью». Материалы для солнечной энергетики и солнечные элементы . 230 : 111205. Bibcode : 2021SEMSC.23011205W. doi : 10.1016/j.solmat.2021.111205 – через Elsevier Science Direct.
  56. ^ Чэнь, Мэйцзе; Пан, Дэн; Янь, Хунцзе (апрель 2022 г.). «Устойчивые и самоочищающиеся двухслойные покрытия для высокоэффективного дневного радиационного охлаждения». Журнал химии материалов . 10 (2).
  57. ^ Карлосена, Лаура; Андуэса, Анхель; Торрес, Луис; Ирулеги, Олац; Эрнандес-Мингильон, Руфино Х.; Севилья, Хоакин; Сантамоурис, Маттеос (2021). «Экспериментальная разработка и испытания недорогих масштабируемых материалов радиационного охлаждения для применения в строительстве». Материалы для солнечной энергии и солнечные элементы . 230 : 111209. Бибкод : 2021SEMSC.23011209C. дои : 10.1016/j.solmat.2021.111209 . hdl : 10810/53717 .
  58. ^ Хуан, Синь; Мандал, Аасват; Раман, Хуан (ноябрь 2021 г.). «Самодельный охладитель излучения как стандарт охлаждения излучения и охлаждающий компонент для проектирования устройств». Photonics Energy . 12 (1). doi : 10.1117/1.JPE.12.012112 . S2CID  244383874.
  59. ^ ab Nie, Shijin; Tan, Xinyu; Li, Xinyi; Wei, Ke; Xiao, Ting; Jiang, Lihua; Geng, Jialing; Liu, Yuan; Hu, Weiwei; Chen, Xiaobo (ноябрь 2022 г.). «Простое и экологически чистое изготовление прочной композитной пленки с супергидрофобностью и свойством радиационного охлаждения». Composites Science and Technology . 230 (1): 109750. doi :10.1016/j.compscitech.2022.109750. S2CID  252425283 – через Elsevier Science Direct.
  60. ^ abc Ван, Тонг; Чжан, Инань; Чэнь, Минь; Гу, Минь; У, Лиминь (март 2022 г.). «Масштабируемые и не содержащие диоксида титана термохромные покрытия на водной основе для самоадаптивного пассивного радиационного охлаждения и нагрева». Cell Reports Physical Science . 3 (3): 100782. Bibcode :2022CRPS....300782W. doi : 10.1016/j.xcrp.2022.100782 . S2CID  247038918.
  61. ^ abc Лю, Сяньху; Чжан, Минтао; Хоу, Янчжэ; Пан, Яминь; Лю, Чунтай; Шэнь, Чанъюй (сентябрь 2022 г.). «Иерархически супергидрофобный стереокомплексный аэрогель из поли (молочной кислоты) для дневного радиационного охлаждения». Advanced Functional Materials . 32 (46). doi :10.1002/adfm.202207414. S2CID  252076428 – через Wiley.
  62. ^ ab Fan, Ting-Ting; Xue, Chao-Hua; Guo, Xiao-Jing; Wang, Hui-Di; Huang, Meng-Chen; Zhang, Dong-Mei; Deng, Fu-Quan (май 2022 г.). «Экологически чистая подготовка прочной супергидрофобной пористой пленки для дневного радиационного охлаждения». Journal of Materials Science . 57 (22): 10425–10443. Bibcode :2022JMatS..5710425F. doi :10.1007/s10853-022-07292-8. S2CID  249020815 – через Springer.
  63. ^ abc Чжун, Шэньцзе; Чжан, Цзявэнь; Юань, Шуайся; Сюй, Тяньци; Чжан, Сюнь; Сюй, Лан; Цзо, Тянь; Цай, Ин; И, Линминь (январь 2023 г.). «Самоорганизующиеся иерархические гибкие целлюлозные пленки с помощью электростатического поля для пассивного дневного радиационного охлаждения». Chemical Engineering Journal . 451 (1): 138558. Bibcode : 2023ChEnJ.45138558Z. doi : 10.1016/j.cej.2022.138558. S2CID  251488725 – через Elsevier Science Direct.
  64. ^ ab Чжан, Инань; Чэнь, Си; Цай, Боюань; Луань, Хайтао; Чжан, Цимин; Гу, Минь (2021). «Фотоника и пассивное радиационное охлаждение». Advanced Photonics Research . 2 (4). doi : 10.1002/adpr.202000106 . S2CID  233568826.
  65. ^ abc Zhang, Haiwen; Ly, Kally CS; Liu, Xianghui; Chen, Zhihan; Yan, Max; Wu, Zilong; Wang, Xin; Zheng, Yuebeng; Zhou, Han; Fan, Tongxiang (2020). «Биологически вдохновленные гибкие фотонные пленки для эффективного пассивного радиационного охлаждения». Труды Национальной академии наук . 117 (26): 14657–14666. Bibcode : 2020PNAS..11714657Z. doi : 10.1073/pnas.2001802117 . PMC 7334532. PMID  32541048 . 
  66. ^ abcde Мандал, Джотирмой; Ян, Юань; Ю, Нанфунг; Раман, Аасват П. (июль 2020 г.). «Краски как масштабируемая и эффективная технология радиационного охлаждения зданий». Джоуль . 4 (7): 1350–1356. Bibcode : 2020Joule...4.1350M. doi : 10.1016/j.joule.2020.04.010 . S2CID  219749984.
  67. ^ Левкин, Павел А.; Швец, Франтишек; Фреше, Жан М. Дж. (23 июня 2009 г.). «Пористые полимерные покрытия: универсальный подход к супергидрофобным поверхностям». Advanced Functional Materials . 19 (12): 1993–1998. doi :10.1002/adfm.200801916. ISSN  1616-301X. PMC 2760971 . PMID  20160978. 
  68. ^ "Сшитое пористое полимерное покрытие без металлического отражающего слоя для радиационного охлаждения при температуре ниже окружающей среды". doi :10.1021/acsami.0c14792.s001 . Получено 21 ноября 2023 г.
  69. ^ Гао, Шилун; Ли, Чжэньси; Лю, Нянь; Лю, Гуолян; Ян, Хуабинь; Цао, Пэн-Фэй (август 2022 г.). «Практичны ли пористые полимеры для защиты литий-металлических анодов? — Текущие стратегии и будущие возможности». Advanced Functional Materials . 32 (31). doi :10.1002/adfm.202202013. ISSN  1616-301X. S2CID  249557441.
  70. ^ Атиганьянун, Сарун; Пламли, Джон Б.; Хан, Сок Джун; Хсу, Кевин; Цитринбаум, Джейкоб; Пэн, Томас Л.; Хан, Санг М.; Хан, Санг Эон (февраль 2018 г.). «Эффективное радиационное охлаждение с помощью фотонных случайных сред на основе микросфер в формате краски». ACS Photonics . 5 (4): 1181–1187. doi :10.1021/acsphotonics.7b01492 – через ACS Publications.
  71. ^ Ли, На; Ван, Цзюньфэн; Лю, Дефан; Хуан, Ся; Сюй, Чжикуй; Чжан, Чэньян; Чжан, Чжицзе; Чжун, Минфэн (июнь 2019 г.). «Селективные спектральные оптические свойства и структура фосфата алюминия для пассивного радиационного охлаждения в дневное время». Материалы солнечной энергетики и солнечные элементы . 194 : 103–110. Bibcode : 2019SEMSC.194..103L. doi : 10.1016/j.solmat.2019.01.036. S2CID  104321878 – через Elsevier Science Direct.
  72. ^ Ли, Сянъюй; Пиплз, Джозеф; Яо, Пэйян; Жуань, Сюлинь (апрель 2021 г.). «Ультрабелые краски и пленки BaSO4 для замечательного дневного субокружающего радиационного охлаждения». ACS Applied Materials & Interfaces . 13 (18): 21733–21739. doi :10.1021/acsami.1c02368. PMID  33856776. S2CID  233259255 – через ACS Publications.
  73. ^ Чжоу, Лэй; Чжао, Цзиньтао; Хуан, Хаоюнь; Нань, Фэн; Чжоу, Гуанхун; Цюй, Циндун (2021). «Гибкие полимерные фотонные пленки со встроенными микропустотами для высокопроизводительного пассивного дневного радиационного охлаждения». ACS Photonics . 8 (11): 3301–3307. doi :10.1021/acsphotonics.1c01149 – через ACS Publications.
  74. ^ ab Liaw, Wen-Chang; Chen, Chee-Shan; Chang, Wen-Shion; Chen, Kuan-Pin (февраль 2008 г.). «Производство ксилита из гидролизата гемицеллюлозы рисовой соломы с помощью тонких пленок полиакрилового гидрогеля с иммобилизованной Candida subtropicalis WF79». Журнал бионауки и биоинженерии . 105 (2): 97–105. doi :10.1263/jbb.105.97. ISSN  1389-1723. PMID  18343334.
  75. ^ Чжан, Шуай; Цзин, Вэйлун; Чэнь, Чжан; Чжан, Цаньин; У, Дасюн; Гао, Яньфэн; Чжу, Хайтао (июль 2022 г.). «Полноценная дневная пленка для радиационного охлаждения при низких температурах с высокой эффективностью и низкой стоимостью». Возобновляемая энергия . 194 : 850–857. Bibcode : 2022REne..194..850Z. doi : 10.1016/j.renene.2022.05.151. S2CID  249423146 – через Elsevier Science Direct.
  76. ^ abc Ван, Кэ; Ло, Гуолин; Го, Сяовэй; Ли, Шаоронг; Лю, Чжицзюнь; Ян, Чэн (сентябрь 2021 г.). «Радиационное охлаждение коммерческих кремниевых солнечных элементов с использованием пирамидально-текстурированной пленки PDMS». Солнечная энергия . 225 : 245. Bibcode : 2021SoEn..225..245W. doi : 10.1016/j.solener.2021.07.025 – через Elsevier Science Direct.
  77. ^ Тан, Хуацзе; Чжоу, Чжихуа; Цзяо, Шифей; Чжан, Юнфэй; Ли, Шуай; Чжан, Дебао; Чжан, Цзи; Лю, Цзюньвэй; Чжао, Дунлян (январь 2022 г.). «Радиационное охлаждение солнечных элементов масштабируемым и высокопроизводительным нанопористым анодным оксидом алюминия». Материалы для солнечной энергии и солнечные элементы . 235 : 111498. Бибкод : 2022SEMSC.23511498T. дои : 10.1016/j.solmat.2021.111498 . S2CID  244299138.
  78. ^ abcd Лю, Яньрань; Чжан, Ханфан; Чжан, Йихэ; Лян, Се; Ань, Ци (июль 2022 г.). «Предоставление пассивного радиационного охлаждения хлопковому текстилю с помощью покрытия альгинат/CaCO3 посредством синергетической световой манипуляции и высокой водопроницаемости». Композиты, часть B: Инженерное дело . 240 : 109988. doi : 10.1016/j.compositesb.2022.109988. S2CID  249109763 – через Elsevier Science Direct.
  79. ^ Аб Цзэн, Шаонин; Пиан, Сиджи; Су, Минью; Ван, Чжунин; У, Маоци; Лю, Синьхан; Чен, Мингюэ; Сян, Юаньчжо; У, Цзявэй; Чжан, Манни; Цэнь, Цинцин; Тан, Ювэй; Чжоу, Сяньхэн; Хуан, Чжихэн; Ван, Жуй (6 августа 2021 г.). «Иерархически-морфологическая метафабрика для масштабируемого пассивного дневного радиационного охлаждения». Наука . 373 (6555): 692–696. Бибкод : 2021Sci...373..692Z. дои : 10.1126/science.abi5484. ISSN  0036-8075. PMID  34353954. S2CID  236929292.
  80. ^ Чжао, Госюй; Ву, Тинлун; Ван, Рухай; Ли, Чжун; Ян, Цинчжэнь; Ван, Лей; Чжоу, Хунвэй; Джин, Бируй; Лю, Хао; Фан, Юньшэн; Ван, Донг; Сюй, Фэн (20 октября 2023 г.). «Микрофлюидное прядение растягивающихся волокон с помощью гидрогеля посредством жидкостной и межфазной самоадаптации». Достижения науки . 9 (42): eadj5407. Бибкод : 2023SciA....9J5407Z. doi : 10.1126/sciadv.adj5407. ISSN  2375-2548. ПМЦ 10588953 . ПМИД  37862410. 
  81. ^ Хуан, Лепин; Чен, Ин; Сюй, Чжаобао; Он, Кюи; Ли, Ёму; Чжао, Цзиньчао; Тан, Юхонг (январь 2023 г.). «Регулирование мембран из нановолокна Al2O3/PAN/PEG с помощью подходящих функций терморегуляции с фазовым переходом». Наноматериалы . 13 (16): 2313. дои : 10.3390/nano13162313 . ISSN  2079-4991. ПМЦ 10457868 . ПМИД  37630898. 
  82. ^ ab Li, Yiping; An, Zhimin; Liu, Xinchao; Zhang, Rubing (октябрь 2022 г.). «Радиационная охлаждающая бумага на основе керамического волокна для терморегулирования головы человека». Solar Energy Materials and Solar Cells . 246 : 111918. Bibcode : 2022SEMSC.24611918L. doi : 10.1016/j.solmat.2022.111918. S2CID  251335644 – через Elsevier Science Direct.
  83. ^ ab Li, Tao; Sun, Haoyang; Yang, Meng; Zhang, Chentao; Lv, Sha; Li, Bin; Chen, Longhao; Sun, Dazhi (2023). "Цельнокерамические, сжимаемые и масштабируемые нановолокнистые аэрогели для низкотемпературного дневного радиационного охлаждения". Chemical Engineering Journal . 452 : 139518. Bibcode : 2023ChEnJ.45239518L. doi : 10.1016/j.cej.2022.139518. S2CID  252678873 – через Elsevier Science Direct.
  84. ^ Лерой, А.; Бхатия, Б.; Келсалл, CC; Кастильехо-Куберос, AM; Капуа Х., Ди; Чжан, Л.; Гусман, AM; Ван, EN (октябрь 2019 г.). «Высокопроизводительное охлаждение при низких температурах с помощью оптически селективного и теплоизолирующего полиэтиленового аэрогеля». Materials Science . 5 (10): eaat9480. Bibcode :2019SciA....5.9480L. doi :10.1126/sciadv.aat9480. PMC 6821464 . PMID  31692957. S2CID  207896571. 
  85. ^ Юэ, Сюэцзе; У, Хай; Чжан, Тао; Ян, Донгья; Куэ, Фэнсянь (апрель 2022 г.). «Супергидрофобный аэрогель на основе макулатуры как теплоизоляционный охладитель для зданий». Энергия . 245 : 123287. Bibcode : 2022Ene...24523287Y. doi : 10.1016/j.energy.2022.123287. S2CID  246409163 – через Elsevier Science Direct.
  86. ^ Ли, Кан Вон; Лим, Уджонг; Чон, Мин Су; Чан, Ханмин; Хван, Джехван; Ли, Чи Хван; Ким, Дон Рип (2022). «Визуально прозрачные метаматериалы радиационного охлаждения для улучшенного теплового управления в солнечных элементах и ​​окнах». Advanced Functional Materials . 32 (1). doi :10.1002/adfm.202105882. S2CID  242578536 – через Wiley Online Library.
  87. ^ «Цветные пленки могут помочь зданиям и автомобилям сохранять прохладу». Американское химическое общество . Получено 15 августа 2024 г.
  88. ^ Чжао, Бин; Лу, Кегуи; Ху, Минке; Лу, Цзе; Ву, Лицзюнь; Сюй, Чэнфэн; Сюань, Циндун; Пей, Банда (май 2022 г.). «Радиационное охлаждение солнечных элементов с помощью микрорешеточного фотонного охладителя». Возобновляемая энергия . 191 : 662–668. Бибкод : 2022REne..191..662Z. doi : 10.1016/j.renene.2022.04.063. S2CID  248142250 – через Elsevier Science Direct.
  89. ^ ab Yang, Yuan; Zhang, Yifan (2020). "Пассивное дневное радиационное охлаждение: принцип, применение и экономический анализ". MRS Energy & Sustainability . 7 (18). doi : 10.1557/mre.2020.18 . S2CID  220008145. Архивировано из оригинала 27 сентября 2022 г. Получено 27 сентября 2022 г.
  90. ^ abcde Mokharti, Reza; Ulpani, Giulia; Ghasempour, Roghayeh ( июль 2022 г.). «Охлаждающая станция: сочетание гидравлического лучистого охлаждения и дневного лучистого охлаждения для городских убежищ». Прикладная теплотехника . 211. Bibcode : 2022AppTE.21118493M. doi : 10.1016/j.applthermaleng.2022.118493. S2CID  248076103 – через Elsevier Science Direct.
  91. ^ Фэн, Чунцао; Ян, Пейхуа; Лю, Хуэйдун; Мао, Мингрань; Лю, Ипу; Сюэ, Тонг; Фу, Цзя; Ченг, Тин; Ху, Сюэцзяо; Фан, Хон Джин; Лю, Кан (июль 2021 г.). «Двухслойный пористый полимер для эффективного пассивного охлаждения зданий». Нанотехнологии . 85 . Бибкод : 2021NEne...8505971F. дои : 10.1016/j.nanoen.2021.105971. hdl : 10356/155637 – через Elsevier Science Direct.
  92. ^ ab Zhou, Kai; Miljkovic, Nenad; Cai, Lili (март 2021 г.). «Анализ производительности системной интеграции и эксплуатации технологии дневного радиационного охлаждения для кондиционирования воздуха в зданиях». Энергия и здания . 235 : 110749. Bibcode : 2021EneBu.23510749Z. doi : 10.1016/j.enbuild.2021.110749. S2CID  234180182 – через Elsevier Science Direct.
  93. ^ Younes, Jaafar; Ghali, Kamel; Ghaddar, Nesreen (август 2022 г.). «Влияние дневного селективного радиационного охлаждения на смягчение эффекта городского острова тепла». Sustainable Cities and Society . 83 : 103932. Bibcode : 2022SusCS..8303932Y. doi : 10.1016/j.scs.2022.103932. S2CID  248588547 – через Elsevier Science Direct.
  94. ^ Лу, Кэгуй; Чжао, Бин; Сюй, Чэнфэн; Ли, Сяшэн; Пэй, Ган (сентябрь 2022 г.). «Стратегия синергетического управления полным спектром для пассивного охлаждения солнечных элементов». Материалы для солнечной энергетики и солнечные элементы . 245 : 111860. Bibcode : 2022SEMSC.24511860L. doi : 10.1016/j.solmat.2022.111860. S2CID  250159405 – через Elsevier Science Direct.
  95. ^ Фан, Юньшэн; Чен, Гуоруй; Бик, Майкл; Чен, Цзюнь (июль 2021 г.). «Умный текстиль для персонализированной терморегуляции». Chem. Soc. Rev. 50 ( 17): 9357–9374. doi :10.1039/D1CS00003A. PMID  34296235. S2CID  236198429 – через Королевское химическое общество.
  96. ^ Цзэн, Шаонин (июль 2021 г.). «Иерархически-морфологическая метаткань для масштабируемого пассивного дневного радиационного охлаждения». Science . 373 (6555): 692–696. Bibcode :2021Sci...373..692Z. doi :10.1126/science.abi5484. PMID  34353954. S2CID  236929292.
  97. ^ Cui, Chaofan; Lu, Jun; Zhang, Siqi; Su, Juanjuan; Han, Jian (октябрь 2022 г.). «Иерархически-пористое покрытие в сочетании с текстилем для пассивного дневного радиационного охлаждения и самоочищения». Материалы для солнечной энергетики и солнечные элементы . 247 : 111954. Bibcode : 2022SEMSC.24711954C. doi : 10.1016/j.solmat.2022.111954. S2CID  252097903 – через Elsevier Science Direct.
  98. ^ Ли, Джинлэй; Лян, Юань; Ли, Вэй; Сюй, Нин; Чжу, Бин; Ву, Чжэнь; Ван, Сюэян; Фань, Шаньхуэй; Ван, Минхуай; Чжу, Цзя (февраль 2022 г.). «Защита льда от таяния под воздействием солнечного света посредством радиационного охлаждения». Достижения науки . 8 (6): eabj9756. Бибкод : 2022SciA....8.9756L. doi : 10.1126/sciadv.abj9756. ПМЦ 8836806 . ПМИД  35148187. 
  99. ^ Мандей, Джереми (2019). «Борьба с изменением климата посредством радиационного охлаждения». Джоуль . 3 (9): 2057–2060. Bibcode : 2019Joule...3.2057M. doi : 10.1016/j.joule.2019.07.010 . S2CID  201590290.
  100. ^ Линь, Кайсинь; Ду, Ювэй; Чэнь, Сиру; Чао, Люк; Ли, Хау Хим; Хо, Цз Чунг; Чжу, Ихао; Цзэн, Ицзюнь; Пань, Айцян; Цо, Чи Янь (декабрь 2022 г.). «Гибридное двухслойное покрытие из наночастиц и полимеров с широкополосным солнечным отражением для высокопроизводительного дневного пассивного радиационного охлаждения». Энергия и здания . 276 : 112507. Bibcode : 2022EneBu.27612507L. doi : 10.1016/j.enbuild.2022.112507. S2CID  252510605 – через Elsevier Science Direct.
  101. ^ У, Ваньчунь; Линь, Шэнхуа; Вэй, Минмин; Хуан, Цзиньхуа; Сюй, Хуа; Лу, Юэхуэй; Сун, Вэйцзе (июнь 2020 г.). «Гибкое пассивное радиационное охлаждение, вдохновленное серебряными муравьями Сахары». Материалы для солнечной энергетики и солнечные элементы . 210 : 110512. Bibcode : 2020SEMSC.21010512W. doi : 10.1016/j.solmat.2020.110512. S2CID  216200857 – через Elsevier Science Direct.
  102. ^ Каземи, АГ; Ширвани, А.Х. (2011). «Обзор некоторых народных приемов в иранской устойчивой архитектуре в отношении цистерн и ледяных домов». Журнал устойчивого развития . 4 (1). doi : 10.5539/jsd.v4n1p264 .
  103. ^ Ирвинг, Майкл (8 августа 2024 г.). «Новая краска Nissan охлаждает автомобили до 21 °F под прямыми солнечными лучами». New Atlas . Получено 24 августа 2024 г.