分享辐射冷却的最佳实践

在一个热压力日益加剧的世界中，一种不消耗电力、而是通过直接将热量散发到外太空来运行的零碳排放冷却技术将是一项突破性的进步。然而，标准化程度差和缺乏透明度阻碍了这项被称为辐射冷却的有前途的技术。KAUST 首席辐射冷却研究员 Qiaoqiang Gan 概述的最佳实践指南[1]可以帮助该研究领域重回正轨。

辐射冷却设备通过在称为大气透明窗的狭窄波长范围内辐射热量来提供无电冷却。在这个窗口内，热量不会被大气重新吸收，而是逃逸到太空中，太空在绝对零以上三度的温度下，充当巨大的散热器，很容易吸收散发的热量。“该技术对于解决沙特阿拉伯当地的冷却需求特别有吸引力，”甘说。

许多材料在夜间表现出辐射冷却。“关键的挑战是在阳光直射的情况下实现冷却至环境温度以下，”甘说。“必须同时最大限度地减少太阳吸收的热效应，同时最大限度地提高大气窗口中的热排放。” 尽管面临挑战，但由于这种可持续冷却技术具有应对全球变暖影响的潜力，人们对它的兴趣迅速增长。

然而，甘指出，在测试和报告新的辐射冷却材料时存在许多潜在的陷阱。由于辐射冷却利用天空作为散热器，因此大多数实验都是在当地的室外环境中进行的。“由于无法控制的天气条件和测量设置的变化，比较和理解不同技术的实际冷却性能变得具有挑战性，因此在正在研究的各种辐射冷却设计中确定最佳策略，”甘说。

“在与Nature Sustainability的高级编辑讨论这些问题后 ，我们受邀撰写一篇文章，提出评估辐射冷却性能的标准化标准和表征程序，”Gan 补充道。他的团队为辐射冷却材料表征以及计算冷却的程序制定了明确的建议，以提高辐射冷却研究的可靠性和可比性。

“我们希望这个框架将有助于推动可持续、高效的冷却解决方案的发展，”甘说。他补充道，考虑到 2022 年经历的极端热浪以及 2023 年上半年许多主要城市出现的破纪录高温，对无电冷却解决方案的需求变得比以往任何时候都更加迫切。“通过利用具有零碳甚至负碳排放潜力的辐射冷却，我们可以有效应对这一全球挑战，并支持沙特《2030 年愿景》国家战略计划。”

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