在追求可持续发展和“双碳”目标的今天,如何高效、环保地降温,已成为全球科技界和产业界共同关注的焦点。辐射制冷(Radiative Cooling, RC)技术,作为一项利用地球与外太空之间天然辐射热交换实现零能耗冷却的前沿科技,正以其卓越的能效和可持续性,为建筑节能、设备降温等领域带来革命性的变革。

辐射制冷:零能耗冷却的科学原理
辐射制冷技术的核心在于其精妙的光学设计。它通过使材料在8-13微米的大气窗口波段(Atmospheric Windows)高效发射热辐射(中红外辐射,MIR),同时最大限度地反射太阳辐射(紫外-可见-近红外辐射,UV-VIS-NIR),从而实现物体表面的净冷却效果(Net Cooling Power)。与传统依赖电力的压缩式制冷不同,辐射制冷无需额外能源输入,是名副其实的“零能耗”冷却方案。其原理示意图如下:

黄金时代下的挑战:从实验室到市场的跨越
过去十年,辐射制冷技术迎来了发展的黄金时代,学术研究井喷式增长,全球多家初创企业应运而生。然而,正如浙江大学李洋研究员与香港科技大学黄宝陵教授、林崇佳研究助理教授等合作在顶级期刊《Advanced Materials》发表的综述论文《Pushing Radiative Cooling Technology to Real Applications》所指出的,尽管学术成果丰硕,辐射制冷在实际应用中仍面临诸多挑战,严重制约了其大规模推广。

该综述系统梳理了辐射制冷技术落地的五大核心挑战:
1.提升冷却效能:
需最大化太阳总反射率(减少太阳能吸收)和大气窗口发射率(增强散热能力),以实现更高的净冷却功率。论文对比了有机聚合物、无机粒子、光子结构等不同材料体系的性能差异。
2.外观美学与功能性的保持:
特别是对于建筑等应用场景,如何在实现高效制冷的同时,满足颜色(有色辐射制冷表面)或透明度(透明辐射制冷表面)的需求至关重要。论文提出了互补色设计概念,并分析了有机/无机颜料、结构色、荧光材料等方案。
3.环境适应性:
物体或人的热需求随季节、天气变化而波动。综述探讨了基于热致变色材料等的被动调节,以及电致变色等主动调节策略,以实现动态热管理。
4.长期表面耐久性:
涂层、薄膜、织物等直接暴露在室外,易受紫外线、污染、磨损等影响。论文介绍了利用无机金属氧化物纳米颗粒抗紫外、设计多孔表面或微纳结构实现自清洁等提升耐久性的方法。
5.可规模化的制造工艺:
经济高效的大规模生产是技术商业化的前提。综述总结了薄膜/涂料的卷对卷工艺、3D打印、溶液法,织物的热诱导相分离、熔融拉伸、静电纺丝等规模化生产方法。
从科研到产业:安徽凛能科技让 “零能耗制冷” 落地
作为专注于零能耗辐射制冷涂层研发与生产的创新企业,安徽凛能科技有限公司(Anhui Lineng Technology Co., Ltd.)密切关注着领域内的最新研究进展。我们深知,要将辐射制冷的巨大潜力转化为现实的节能效益,必须直面并解决挑战。
推出凛能科技的核心产品——零能耗辐射制冷涂层。

性能对标科研标准
通过优化纳米级光子结构与材料配方,实现太阳反射率≥95%、中远红外发射率≥95%,除了实现物体内部7-15℃降温,对物体表面的降温效果更可达25-45℃。
自清洁+高机械性能
涂层表面具有自清洁特性,灰尘、污渍不易附着,无需频繁维护,同时机械强度高,抗刮擦、耐老化,能适应户外复杂的风吹日晒环境。使用寿命长达8-10年,一次施工即可长期享受降温红利,为企业降低长期运营成本。
零能耗、无污染
无需消耗电力,通过高反射近红外波段阳光、高发射8-13微米中红外线(大气透明窗口),直接将热量辐射至外太空,与太空冷源完成热交换,全程无任何污染物排放,完美契合绿色低碳发展需求。
多场景覆盖
目前零能耗辐射制冷涂层已经应用到多个领域,包括建筑、粮储、通信、电网、化工、物流、储能和光伏板。
展望未来:携手共进,迎接绿色制冷新时代
《Advanced Materials》的这篇综述不仅为我们指明了技术发展的方向,也坚定了我们攻克难关的信心。安徽凛能科技有限公司将持续投入研发,与学术界、产业界紧密合作,不断优化产品性能,降低成本,推动辐射制冷技术在更广泛领域的应用。
我们坚信,通过解决冷却效能、美学、适应性、耐久性和规模化生产等核心问题,零能耗辐射制冷涂层将成为建筑节能、工业降温、新能源汽车等领域不可或缺的关键技术,为全球节能减排和环境保护贡献重要力量。
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