中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副教授崔可航與合作者開(kāi)發(fā)出一款“斗篷”，可以保持電動(dòng)汽車冬暖夏涼，延長(zhǎng)電池使用壽命。相關(guān)研究近日發(fā)表于新應(yīng)用物理科學(xué)期刊《設(shè)備》（Device）。
當(dāng)電動(dòng)汽車停在室外時(shí)，其溫度會(huì)隨著晝夜和季節(jié)的變化而劇烈變化，這可能會(huì)導(dǎo)致電池的退化。為了抑制這些波動(dòng)并延長(zhǎng)電池的壽命，崔可航與合作者設(shè)計(jì)了一種全天候的熱斗篷，它可以在炎熱的白天為電動(dòng)汽車降溫8℃，在夜間使其升溫6.8℃。
研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)的斗篷主要由二氧化硅和鋁制成，可以在沒(méi)有外部能量輸入的情況下被動(dòng)地做到這一點(diǎn)，并且在炎熱或寒冷的天氣中不需要任何修改即可運(yùn)行。“這種熱斗篷就像車輛、建筑物、航天器甚至外星棲息地的衣服一樣，可以保持冬暖夏涼?！贝蘅珊奖扔髡f(shuō)。
為了抑制自然溫度波動(dòng)，這種斗篷將汽車或斗篷下面的任何其他物體與周圍環(huán)境隔離開(kāi)來(lái)。這種斗篷由兩部分組成：外層有效地反射陽(yáng)光，內(nèi)層將熱量?jī)?chǔ)存在內(nèi)部。無(wú)論外層吸收了多少熱量，它都會(huì)以一種很容易散發(fā)到外層空間的方式散發(fā)出去。這種設(shè)計(jì)為它贏得了“兩面神”熱斗篷的名字，其靈感來(lái)自雙面的羅馬神Janus。
“這種斗篷的工作原理與地球冷卻的原理基本相同，即通過(guò)輻射冷卻?！贝蘅珊秸f(shuō)， “地球被大氣層覆蓋，而大氣層對(duì)于我們輻射的一定范圍的電磁能量是透明的?！?
雖然這個(gè)過(guò)程在夏季是可取的，但它會(huì)使汽車在冬季更冷。“必須開(kāi)發(fā)出一種無(wú)需外部能量輸入就能自動(dòng)開(kāi)關(guān)的東西，這非常困難?！贝蘅珊秸f(shuō)。
崔可航和團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的這種斗篷可以在冬天自動(dòng)抵消這種影響。這種斗篷采用了一種叫作“光子回收”的效果。本質(zhì)上，任何被困在斗篷下的能量都會(huì)在汽車和斗篷之間來(lái)回反彈，而不是逃逸到外面的環(huán)境中。
為了評(píng)估這種熱斗篷的性能，研究人員在上海典型環(huán)境條件下對(duì)停在室外的電動(dòng)汽車進(jìn)行了測(cè)試。正午時(shí)分，無(wú)遮擋車輛的車廂溫度達(dá)到50.5℃，而有遮擋車輛的車廂溫度比無(wú)遮擋車輛低22.8℃~27.7℃，比室外溫度低7.8℃。午夜時(shí)分，車內(nèi)溫度比室外溫度高出6.8℃，并且從未低于0℃。
“這是我們第一次在冬季夜間實(shí)現(xiàn)比環(huán)境溫度高出近7攝氏度?！贝蘅珊秸f(shuō)，“這也讓我們感到驚訝——沒(méi)有能量輸入或陽(yáng)光，我們?nèi)匀豢梢宰兣！?
斗篷的外部成分由薄的二氧化硅纖維制成，然后涂上六方氮化硼薄片，這是一種類似石墨的陶瓷材料，可以增強(qiáng)纖維的太陽(yáng)反射率。然后將這些纖維編織在一起，形成織物，并粘在由鋁合金制成的內(nèi)層上。
該團(tuán)隊(duì)特意設(shè)計(jì)了這種斗篷，以便在未來(lái)更容易擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。例如，使用更薄的二氧化硅纖維會(huì)增加太陽(yáng)的反射率，但它們會(huì)更不牢固，并且無(wú)法用現(xiàn)有的大批量工業(yè)級(jí)生產(chǎn)技術(shù)來(lái)制造。此外，所使用的材料，包括鋁、二氧化硅和氮化硼，都是低成本的，使斗篷重量輕、耐用、阻燃。
