烈日暴晒车内过热？一张“透明冷却薄膜”就能解决[读懂科学]
无需耗电的辐射制冷技术…夏季制冷能耗降低20%
一种无需用电就能解决夏季暴晒车辆车内过热问题的“透明辐射制冷薄膜”技术，已通过国内外联合研究成功开发。在利用真实车辆开展的实验中，该技术将车内温度最多降低了6.1℃，并将制冷能耗减少了20%以上，因此作为提升电动车效率和降低碳排放的新手段备受关注。
韩国研究财团表示，由首尔大学（서울대학교）教授 Ko Seunghwan 课题组、麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology, MIT）教授 Gang Chen，以及现代汽车·起亚研究团队共同开发出了可应用于车窗玻璃的大面积透明辐射制冷薄膜，并已在多种气候与行驶条件下完成实车验证。相关消息于11日对外公布。
大面积透明辐射制冷薄膜在车辆上的应用示意图。图中展示了同时具备可见光透过、近红外反射和中红外辐射功能的四层结构 STRC 薄膜及其在车窗玻璃上的应用概念。图片及说明 由首尔大学教授 Ko Seunghwan 提供
View original image无需用电只排热……针对车窗玻璃的“透明辐射制冷”
夏季车辆在太阳辐射作用下，车内温度迅速上升，致使空调制冷能耗大幅增加。现有的低辐射（Low-Emissivity, Low-E）镀膜或隔热贴膜，仅能在一定程度上阻挡太阳光进入，对已在车内积聚的热量向外排放则存在局限。
研究团队开发的大面积透明辐射制冷薄膜（STRC）在保持70%以上可见光透过率、确保驾驶员视野的同时，反射作为太阳热主要成分的近红外线，并在中红外波段将车内热量向外辐射排放。其显著特点是无需额外电力或控制装置，属于完全被动式制冷技术。
基于夏季和冬季车辆评估的美国二氧化碳减排量分析结果。以在夏季和冬季停车条件下，对应用 STRC 技术车辆的车内温度及冷热空调能耗的评估结果为基础，分析该技术在全美车辆上应用时的预期二氧化碳减排量。图示及说明 由首尔大学教授 Ko Seunghwan 提供
View original image韩·美·巴基斯坦实车验证……制冷能耗减少20%
研究团队在韩国、美国、巴基斯坦等气候条件各异地区，开展了涵盖夏季与冬季、停车与行驶等多种工况的实车实验。结果显示，应用 STRC 薄膜的车辆在所有条件下车内温度均保持在更低水平。
在夏季停车条件下，车内空气温度最多降低了6.1℃，制冷能耗减少20%以上。冬季由于太阳热输入减少，取暖能耗小幅上升，但增幅仅约0.4%，远低于夏季制冷节能带来的收益。基于实车数据的仿真结果显示，开启空调后达到舒适状态的时间最多可缩短17分钟。
研究团队分析认为，如果将该技术应用于全美所有乘用车，每年有望减少约2540万吨二氧化碳排放，相当于减少约500万辆在道路上行驶的车辆。尤其是制冷能耗的下降可直接转化为电动车续航里程的提升，因此被评价为电动化时代改善整车效率的高潜力技术手段。
STRC 薄膜采用宽度1600毫米以上的卷对卷工艺生产，可大面积应用于前挡风玻璃和天窗等部位，并在长期紫外线照射及极端温度条件下保持性能稳定，耐久性已得到验证。
本研究的第一作者研究员 Lee Minjae 表示：“本次并未停留在实验室性能验证，而是在不同国家、不同季节和不同行驶条件下的真实车辆环境中对技术进行了验证，意义重大。”Ko Seunghwan 教授则说明：“本研究首次证明，透明辐射制冷技术在车辆环境中同样能够实现切实的节能效果。”
该研究成果作为由科学技术信息通信部和韩国研究财团资助的“全球领军者研究项目”之一开展，并已于本月4日在线发表在能源与环境领域国际学术期刊《Energy & Environmental Science》（《能源与环境科学》）上。
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