近日，本课题组撰写的综述论文“Radiative Cooling Materials for High-temperature Surfaces” 被期刊 《Clean Energy》录用。论文通讯作者为清华大学化工系张如范副教授，第一作者为本课题组博士生蔡启轩和蓝帆。
高温表面广泛存在于工业装备、交通运输系统、户外能源设施和高功率电子器件中。持续热积累会降低设备效率、加速材料老化并影响运行可靠性。相比依赖持续能量输入和复杂系统集成的主动制冷技术，辐射制冷能够通过表面光谱调控，将热量以红外辐射形式释放至外太空，为高温表面的零能耗热管理提供了新的思路。
然而，面向高温表面的辐射制冷不同于传统亚环境制冷。常规辐射制冷材料多关注降低太阳吸收和增强大气窗口发射，但在持续内部热源、高热流密度和复杂户外环境下，仅依靠光谱优化往往难以满足散热需求。因此，有必要从“持续热负载下的表面散热”角度重新审视辐射制冷材料的设计逻辑。
图1. 面向高温表面的辐射制冷材料设计策略概览。
该综述围绕高温表面辐射制冷材料的三大挑战展开：降低制冷能耗、增强高热负载表面的散热能力，以及适应太阳辐照、环境温度和设备工况波动带来的动态热边界。文章系统总结了三类代表性设计策略：宽带发射辐射制冷材料根据不同应用场景的光谱需求，发展出白色、彩色和透明等体系，在满足美观、透光或高反射等功能要求的同时，保持宽谱红外发射以增强散热；混合辐射制冷材料将辐射散热与导热增强、蒸发冷却等传热路径耦合，提高内部热源向辐射制冷界面的传输效率；动态响应辐射制冷材料则通过热致变色、光响应等机制调节表面光热特性，提升材料对波动热环境的适应能力。
该综述进一步指出，高温表面辐射制冷材料的设计不应局限于追求单一的高太阳反射率或高红外发射率，而应面向具体应用场景，综合考虑光谱调控、热传导、界面传热、机械耐久性、环境稳定性和规模化制造等因素。相关总结为高温表面辐射制冷材料的结构设计、性能评价和应用拓展提供了参考，也为节能降耗、设备可靠性提升和“双碳”目标下的被动热管理技术发展提供了新的思路。
该研究工作得到了中石油创新基金的支持。《Clean Energy》是由北京低碳清洁能源研究院主办、 Oxford University Press 出版的开放获取能源领域国际期刊，重点关注化石能源清洁利用、可再生能源、先进能源系统和能源效率提升等方向。
