全球碳中和的新途径辐射冷却

全球变暖加剧和极端天气是人类面临的共同挑战，直接影响个人健康，甚至对生命构成严重威胁。需要能源供应的热舒适、采暖通风和空调系统被广泛用于空间冷却，导致化石燃料的过度消耗和大量的温室气体排放。

大量温室气体排放导致全球气温升高和气候异常，严重威胁地球生命的存在。因此，迫切需要一种新的冷却策略来节约能源和减少排放，以保护我们的生活环境并实现碳中和的愿景。然而，一些可再生能源受到复杂系统、地理、环境和稳定性问题的限制。

因此，为了应对全球变暖和全球碳中和，迫切需要在可持续碳中和模型中采用新的冷却技术，以应对过热问题，作为应对能源挑战的有效策略。

为应对这些挑战，由陶光明教授(华中科技大学武汉光电子国家实验室与光谷实验室)和邱成伟教授(国立大学电气与计算机工程系)领导的研究团队新加坡)提出了一种基于结构和材料设计的潜在辐射冷却范式，并提出了可持续碳中和作为零能源、生态友好型冷却战略的新机遇。

该技术采用广谱选择性和精准调控，通过对光学结构的针对性优化，满足多场景的散热需求，最终实现可持续的被动辐射散热。发表后不久，这篇文章已经在维基百科中以“碳中和”和“被动日间辐射冷却”的术语被引用。

为了达到有效的制冷效果，传统的室内制冷方式要消耗大量的能源。因此，基于中红外高透射辐射冷却，Chen、Cui和Lenert等人。设计可穿戴冷却设备，通过反射可见光以及通过人体向周围环境发射热辐射来实现被动和高效的室内冷却。然而，室外炎热环境的被动冷却仍然是一个紧迫的问题。

在室外环境中，强烈的太阳辐射是除热辐射外导致物体温度升高的另一个重要因素。因此，范和朱等人。通过设计辐射冷却装置来精确调制太阳辐射和中红外辐射来实现被动冷却功能，但难以实现低成本和大规模制造。

辐射冷却应用在一系列日常生活和极端场景中。图片来源：科学中国出版社

杨、朱和陶等人。引入了随机分布的微米级和纳米级散射体，以在大规模制造时实现可持续和高效的户外被动冷却。科学家们已经开发出薄膜、涂层、冷却木材、变形织物和其他设备，使用稳定和可持续的被动冷却配方可实现7-45%的节能。

已经确定，CO2排放峰值和随后的碳中和是未来社会发展的主要全球挑战。本综述进一步讨论了辐射冷却在可持续碳中和战略背景下满足被动和高效空间冷却需求的未来应用场景，并在当前研究背景下介绍了辐射冷却的发展趋势、技术挑战和潜在解决方案。

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