青岛大学龙云泽教授课题组《Nano Energy》：在被动日间辐射冷却纳米发电机领域取得重要进展

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为了降低能源成本、缩短运行时间、减少传统制冷系统产生的大量碳排放，或在没有电制冷的情况下提供缓解措施，采用具有净制冷能力的廉价、环保的方法是可取的。替代能源密集型冷却方法之一是被动日间辐射冷却（PDRC）：一种将太阳光和热量同时反射到寒冷的外部空间而无需消耗能量的制冷方式。近年来的研究已经产生了多种PDRC设计，包括复杂的发射涂层，如光子结构、介质、聚合物，以及金属镜上的聚合物-介质复合材料。虽然效率很高，但这些设计成本高且易受腐蚀。

近日，青岛大学物理科学学院博士生宋威志在可用于智能PDRC的单电极压电纳米发电机领域取得重要进展。该团队发现通过静电纺丝技术获得的聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物（PVDF-HFP）纳米纤维膜可以有效地散射阳光，同时发射与大气窗口相匹配的红外线以实现有效散热。在制备过程中，静电场可有效极化PVDF-HFP，使其获得良好的压电性能，从而用于监测膜功能的完整性。同时，该膜还可以作为纳米发电机，用于收集环境中的机械能，例如雨滴作用于屋顶的能量，这样不仅可以减少冷却能的损失，还额外地收集了能量，从而实现了双重节能设计。其出色的自清洁和可循环利用特性为其绿色节能设计带来了更多的好处。因此，该智能PDRC为新型节能设计提供了思路。同时，制备方法简单，可规模化生产，成本低，有利于该技术的推广应用。

相关成果以“Single electrode piezoelectric nanogenerator for intelligent passive daytime radiative cooling”为题发表在国际能源领域著名期刊《纳米能源》(Nano Energy, 82 (2021) 105695)，该期刊2020年影响因子为16.6。该论文第一作者为博士研究生宋威志，通讯作者为龙云泽教授，青岛大学引进的山东省顶尖人才西拉姆院士是论文作者之一，青岛大学物理学院为论文第一作者单位和通讯作者单位。

宋威志为物理科学学院龙云泽教授课题组的硕博连读研究生，自2018年以来，先后在纳米发电机用于海洋波浪能收集、单电极纳米发电机电子皮肤、以及可穿戴纳米发电机传感器等方面取得突破，以第一作者或共同第一作者在ACS Nano 12 (2018) 8588、Nano Energy 58 (2019) 536、Nano Energy 63 (2019) 103878等国际知名期刊发表多篇论文。这些成果的第一单位均是青岛大学。

相关论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2020.105695

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2019.103878

https://doi.org/10.1021/acsnano.8b04244

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2019.01.069

来源：青岛大学

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