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2024-08-02
制冷约占全球能源消耗的15%。传统的透明窗户可以让太阳加热室内空间,而高耗能的空调必须随后将室内空间降温。但是,如果窗户可以帮助房间降温、不消耗能源并保持视野呢?
圣母大学多里尼家族能源研究教授TengfeiLuo和博士后研究员SeongminKim设计了一种透明的窗户涂层,可以做到这一点。
涂层或透明辐射冷却器(TRC)允许可见光进入并阻止其他产生热量的光进入。研究人员估计,与传统玻璃窗相比,这项发明可以在炎热气候下将电冷却成本降低三分之一。
透明辐射冷却器可用于建筑物和汽车,以帮助应对气候变化挑战。通过结合使用量子计算和机器学习,罗和他的团队能够设计出一流的TRC。
TRC由多层超薄材料组成,必须以精确的配置组装。通过构建TRC的计算模型,研究人员能够在几分之一秒内测试每种可能的层配置,以确定材料的最佳组合和顺序。
在这些结果的指导下,他们通过在玻璃基底上分层二氧化硅、氧化铝和二氧化钛来制造新涂层——用与制造隐形眼镜相同的聚合物将其覆盖。其结果是1.2微米厚的涂层,其性能优于市场上所有其他降热玻璃涂层。
“我认为量子计算策略与材料本身一样重要,”罗说。“使用这种方法,我们能够找到一流的材料,设计出辐射冷却器并通过实验证明其冷却效果。”
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