Nachhaltige und kostengünstige Polydimethylsiloxan-Schwämme für tagsüber radiative Kühlung

Radiative Kühlung ist eine aufkommende Kühltechnologie, die Wärme passiv an die Umwelt abgeben kann. Um während des Tages einen subambienten Kühleffekt zu erzielen, werden chemisch entwickelte Strukturmaterialien weitgehend erforscht, um gleichzeitig Sonnenlicht abzulehnen und eine starke thermische Emission zu bewahren. Viele zuvor berichtete Herstellungsprozesse beinhalten jedoch gefährliche Chemikalien, die die Fähigkeit eines Materials zur Massenproduktion behindern können. Um die gefährlichen Chemikalien, die in früheren Arbeiten verwendet wurden, zu eliminieren, berichtet dieser Artikel über einen weißen Polydimethylsiloxan (PDMS) Schwamm, der durch einen nachhaltigen Prozess unter Verwendung von Mikrozucker-Templates hergestellt wurde. Durch den Austausch der Chemikalien gegen Zucker produziert das Herstellungsverfahren null giftigen Abfall und kann auch unendlich oft über Methoden recycelt werden, die in der Zuckerindustrie weit verbreitet sind. Der erhaltene poröse PDMS weist eine starke sichtbare Streuung und thermische Emission auf, was zu einer effizienten Temperaturreduktion von 4,6 °C und einer Kühlleistung von 43 W m-2 unter direkter Sonnenstrahlung führt. Darüber hinaus bleibt aufgrund der luftgefüllten Hohlräume im PDMS-Schwamm die thermische Leitfähigkeit mit 0,06 W (m K)-1 niedrig. Diese einzigartige Kombination aus radiativen Kühlung und thermischen Isolationseigenschaften kann den Wärmeaustausch mit dem solarbeheizten Dach oder der Umwelt effizient unterdrücken und repräsentiert eine vielversprechende Zukunft für neue energieeffiziente Gebäudehüllenmaterialien.