被動輻射冷卻材料又稱被動輻射制冷材料,是一類無需消耗電能或機械能,僅通過光學設計即可實現(xiàn)降溫功能的新型智能材料。
根據(jù)類型不同,被動輻射冷卻材料分為被動輻射冷卻涂料、被動輻射冷卻薄膜及其他,被動輻射冷卻薄膜又分為反射型、透射型。被動輻射冷卻涂料成本效益明顯,是目前大多數(shù)商業(yè)應用首選,被動輻射冷卻薄膜成本雖高,但性能更穩(wěn)定,未來市場需求將大幅增長。
輻射制冷是一種被動式冷卻技術,利用地球大氣層對特定波長紅外輻射高度透明的特性,將熱量以熱輻射的形式發(fā)射出,從而實現(xiàn)冷卻效果。為實現(xiàn)高效輻射制冷,材料需具備高太陽光譜反射率、高大氣窗口發(fā)射率兩種關鍵光學特性,材料的高太陽光譜反射率可通過具有高中紅外透射率的聚合物中引入異質(zhì)結構來引起米氏散射實現(xiàn)。
根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的《2026-2030年被動輻射冷卻材料行業(yè)深度市場調(diào)研及投資策略建議報告》顯示,被動輻射冷卻材料入選了世界經(jīng)濟論壇(WEF)發(fā)布的《2026年十大新興技術》,入選技術未來3-5年內(nèi)最有可能顛覆產(chǎn)業(yè)格局、產(chǎn)生現(xiàn)實影響力、改變社會面貌。預計2026-2030年全球被動輻射冷卻材料市場將以20%以上的年均復合增長率增長。
被動輻射冷卻材料具有可持續(xù)性、環(huán)保、零運營能耗等特點,應用范圍涵蓋航天航空、建筑節(jié)能、太陽能電池板冷卻、電子設備熱管理、紡織品、汽車、水資源收集、能源存儲、電力等領域。在建筑節(jié)能領域,被動輻射冷卻材料可使建筑表面溫度持續(xù)低于環(huán)境溫度,實現(xiàn)全天候自主降溫,適配新建建筑、老舊建筑改造等場景。
全球被動輻射冷卻材料市場參與者包括SPACE COOL、3M、AkzoNobel、英國AssetCool、嘉寶莉、蔚藍時代、瑞凌新能源、弘冷科技等。弘冷科技的年產(chǎn)2000噸被動輻射制冷涂層材料項目,計劃總投資2000萬元,規(guī)劃建設建筑涂料1000噸/年、金屬涂料1000噸/年,主要用于建筑、金屬表面。
新思界行業(yè)分析人士表示,近年來,我國被動輻射冷卻材料相關研究成果也不斷增多。上海交通大學團隊利用人工智能技術開發(fā)了七種面向特定場景的輻射冷卻材料;寧波東方理工大學團隊采用分層設計了靜電紡絲被動式日間輻射冷卻超材料織物;華南理工大學陳港教授團隊通過分級“泡沫-片層”結構設計,打造出了可持續(xù)的零能耗輻射冷卻材料。
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