基于纳米/微米金属-有机框架的陶瓷材料在可持续节能/捕集中的应用

《Advanced Materials》：Nano/Micro Metal–Organic Framework-Derived Ceramics for Sustainable Energy Saving/Capturing

被动辐射冷却材料通过低共烧陶瓷集成氧化铝颗粒，实现高太阳能反射率（>0.98）和红外发射率（0.93），有效降低建筑温差达7.4°C并提升光伏输出，同时具备优异机械性能、耐候性及可回收性。

　　

摘要

为应对全球能源危机，被动辐射冷却材料为建筑物的冷却提供了更可持续的解决方案，同时还能捕获可再生能源为其供电。然而，被动辐射冷却材料的设计面临着太阳反射率和实用性之间的权衡。为解决这一难题，研究人员开发了一种低温共烧陶瓷，该陶瓷在玻璃基体中整合了由纳米/微米级金属-有机框架衍生的分层结构氧化铝颗粒。这些氧化铝颗粒通过优化的几何参数和高孔隙率显著增强了光的反向散射能力，实现了接近完美的太阳反射率（>0.98），而玻璃基体则保证了高长波红外辐射率（0.93）。这种协同作用使得该材料在白天能够将环境温度降低最多7.4°C，并在正午时增加短路电流至10.46 mA。全球模拟表明，通过减少冷却需求和提高光伏发电量，这种陶瓷可减少14.3亿吨的二氧化碳排放。此外，该材料还具有出色的机械强度（43 MPa）、抗紫外线性能（>2000小时）、超疏水性（水接触角150°，太阳反射率仍保持在0.97）、耐火焰性能（耐温超过1000°C）以及接近100%的可回收性，是一种有效推进全球向气候中性基础设施转型的低成本、可扩展材料。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。