气凝胶中实现出色的热传递,用于同时被动冷却和太阳能蒸汽产生

被动冷却技术是零能耗和环保的,有可能减少对压缩制冷等能源密集型冷却技术的依赖。通常,为了实现高效冷却,被动系统应尽可能多地反射阳光,以最大限度地减少输入能量。最近,济南大学科研团队在一个具有大约 99.3% 的高光吸收率的系统中展示了一种非常规的被动冷却过程。

在气凝胶中实现出色的热传递,用于同时被动冷却和太阳能蒸汽产生num

示意图1.a,所提出系统的示意图。该系统可以收集太阳能产生蒸汽,同时实现被动冷却。 CNT-PAAm 锥形气凝胶布置在房屋的屋顶上,并通过传热单元连接到房间。由于其高太阳能吸收性能,气凝胶可以收集太阳能以加速水分蒸发。同时,锥形气凝胶的温度远低于周围环境的温度。因此,房间可以通过微热锥形气凝胶冷却。b,同时被动冷却和太阳能蒸汽产生系统的光学照片。

该系统的主要成分是具有独特锥形结构的气凝胶,可进行热传递。太阳热能和环境热能被用来驱动气凝胶定向通道中水的汽化,在那里水保持毛细管状态。在模拟一次太阳照射条件下,锥形气凝胶的平均蒸发率高达2.23 kg m-2 h-1,最大比冷却功率为271.56 W m-2。室外样机表明,在夏季阳光明媚的日子里,冷却室的温度可以比环境空气的温度低 13.7°C。这种同步太阳能蒸汽发电和被动冷却系统在热集中和环境冷却过程中具有巨大的应用潜力。

在气凝胶中实现出色的热传递,用于同时被动冷却和太阳能蒸汽产生num


图 6. 同时被动冷却和太阳能蒸汽产生装置的室外冷却性能。a,晴天和阴天不同时间的局部太阳强度。b,在晴天测量环境空气、冷却室和气凝胶顶部的温度。c,在阴天测量环境空气、冷却室和气凝胶顶部的温度。d,夜间环境空气、冷却室和气凝胶顶部的温度测量。

在气凝胶中实现出色的热传递,用于同时被动冷却和太阳能蒸汽产生num

相关论文以题为Achieving excellent thermal transfer in highly light absorbing conical aerogel for simultaneous passive cooling and solar steam generation发表在《Chemical Engineering Journal》上。通讯作者是济南大学刘宏教授/薛国斌教授。

相关新闻

微信
微信
电话 QQ
分享本页
返回顶部