当电动汽车停在室外时,它的温度会随着昼夜和季节的变化而剧烈变化,这可能会导致电池的退化。为了抑制这些温度波动并延长电池的寿命,一组来自中国的研究人员设计了一种可以帮助电池实现冬暖夏凉的“斗篷”。
据悉,这种“斗篷”可以在炎热的白天/夏季为电动汽车降温8°C,并在夜间/冬季使其升温6.8°C。它主要由二氧化硅和铝制成,可以在没有外部能量输入的情况下实现上述功能,而且在“制冷”和“制热”间切换自如,无需做任何修改。
最新研究成果已于近期发表在了《设备》(Device)杂志上,这是一本面向应用的杂志,是Matter、焦耳(Joule)、细胞(Cell)的姊妹杂志。
研究人员说,“这种隔热斗篷就像车辆、建筑物、航天器甚至外星栖息地的衣服一样,可以让它们冬暖夏凉。”
为了抑制自然温度波动,这种“斗篷”可以将汽车或其下的任何其他物体与周围环境隔离开来。它由两部分组成:外层有效地反射阳光,内层将热量储存在内部。无论外层吸收了多少热量,它都很容易就能散发到外部环境中去。
然而,虽然这个过程在夏季是可取的,但它会使汽车在冬季更冷。研究人员说,“你必须开发出一种无需外部能量输入就能自动开关的东西,这是非常困难的。”
然后,该团队就利用了一种叫做“光子回收”的效果。本质上,任何被困在“斗篷”下(内层)的能量都会在汽车和“斗篷”之间来回反弹,而不是逃逸到外面的环境中。
具体而言,斗篷的外部部分由薄的二氧化硅纤维制成,然后涂上六方氮化硼薄片,这是一种类似石墨的陶瓷材料,可以增强纤维的太阳反射率。然后将这些纤维编织在一起,形成织物,并粘在由铝合金制成的内层上。
为了评估这种“斗篷”的性能,研究人员在典型环境条件下对停在室外的电动汽车进行了测试。中午,无斗篷车辆的车厢温度达到50.5℃,而有斗篷车辆的车厢温度与前者相比降低了27.7℃,比室外温度还低7.8℃。
到了午夜时分,车内温度也比室外温度高出6.8℃,从未低于0℃。
“这是我们第一次在冬季夜间实现比环境温度高出近7摄氏度的温度。这也让我们感到惊讶——没有能量输入或阳光,我们仍然可以变暖。”他们说。
最后,研究人员还表示,制造这种斗篷所使用的材料,包括铝、二氧化硅和氮化硼,都是低成本的,他们可以使斗篷重量轻、耐用、阻燃,并且在未来更容易扩大生产规模。
编辑/范辉