来源 | The Innovation Energy

链接 | https://doi.org/10.59717/j.xinn-energy.2025.100090

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背景介绍

随着全球变暖和城市化进程加快，空间制冷需求迅速增长，过去三十年间相关碳排放量已翻倍，形成“越热越用空调、越用空调越热”的恶性循环。在可再生能源尚难以广泛替代现有能源结构的背景下，辐射冷却（Radiative Cooling, RC）作为一种无需外部能耗的被动降温手段受到广泛关注。通过设计材料的光谱选择性，冷却器可有效反射阳光并通过大气窗口辐射热量，在白天实现低于环境温度的冷却效果，为缓解建筑能耗、城市热岛效应与农业热胁迫等问题提供了新路径。然而，RC材料仍面临成本高、耐候性差及实际应用兼容性不足等挑战，制约其大规模推广应用。

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成果掠影

近日，北京科技大学王存海团队评述了RC材料与应用的最新进展，聚焦于材料性能提升与多场景实际部署的桥接路径。文章重点介绍了多种新型高性能RC材料，包括仿Cyphochilus甲虫结构的多孔陶瓷、具备优异耐候性的溶液加工陶瓷玻璃涂层，以及结合荧光与磷光机制的生物质气凝胶。这些材料在太阳反射率、热稳定性、可加工性与环境友好性方面表现出显著优势。进一步地，文章梳理了RC技术在个人穿戴、建筑节能与农业生产等领域的扩展应用，如中红外选择性纺织品、三波段智能窗、垂直表面散热结构、农业温室膜与辐射冷却地膜等。当前应用中仍存在成本、耐久性和环境适应性等挑战，应结合人工智能辅助设计、跨学科协作与实地性能测试推动技术落地。此外，未来RC技术应加强与电子器件、热电与纳发电系统的耦合，拓展其在低碳能源系统中的功能边界。研究成果以“Bridging radiative cooling materials and applications towards alleviating global energy issues”为题发表在《The Innovation Energy》期刊。

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图文导读

图1.连接辐射冷却材料与应用。(a-c)辐射冷却材料的设计：(a) Cyphochilus甲虫启发的陶瓷材料，在环境应力下展现出卓越的耐久性；(b) 溶液加工涂层玻璃，在极端条件下仍保持高太阳反射率，具备可扩展性、低成本及良好的建筑适配性；(c) 生物质荧光气凝胶，达成创纪录的104.0% 太阳反射率以及白天降温达16.0°C。(d-f)辐射冷却应用的拓展：(d) 用于被动个人冷却的中红外选择性纺织品；(e) 左图为三波段电致变色智能窗，调节太阳透射与热发射以提升建筑能效；右图为垂直辐射冷却表面，用于减少建筑热积累；(f) 左图为光合作用友好型薄膜，用于增强农业生产；右图为辐射冷却地膜，用于农业覆盖与降温。