保暖斗篷被动地让电动汽车冬暖夏凉

当电动汽车停在室外时，其温度会从白天到晚上、从季节到季节剧烈波动，这可能会导致电池老化。为了抑制这些波动并延长电池的使用寿命，研究人员设计了一种全天候隔热斗篷，可以在热天将电动汽车冷却 8°C，在夜间将其加热 6.8°C。这种斗篷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被动地完成任务，并且在炎热或寒冷的天气之间无需任何修改即可运行。该原型于 7 月 11 日在新推出的《Device》中进行了描述，《Device》是Matter、Joule和Cell的面向应用的姐妹期刊。

“保暖斗篷就像车辆、建筑物、航天器甚至外星栖息地的衣服，可以冬暖夏凉，”资深作者、上海交通大学材料科学家崔克航说。

为了抑制自然温度波动，斗篷将汽车或汽车下方的任何其他物体与周围环境隔离。斗篷由两部分组成：有效反射阳光的外层和将热量锁在内部的内层。无论外层吸收多少热量，都会以一种可以轻松消散到外层空间的方式散发出去。这种设计使其得名“Janus 保暖斗篷”，其灵感源自罗马两面神雅努斯 (Janus)。

崔说：“斗篷的工作原理与地球冷却的方式基本相同，都是通过辐射冷却。” “地球被大气层覆盖，大气层对于我们辐射的一定范围的电磁能是透明的。”

虽然这个过程在夏天是理想的，但它会使汽车在冬天变得更冷。“你必须开发一种无需外部能量输入即可自行打开和关闭的东西，这是极其困难的，”崔说。

崔和他的团队设计了这款斗篷，以在冬天自动抵消这种影响。斗篷采用了一种称为“光子回收”的效果——本质上，任何被困在斗篷下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周围环境。

为了评估隔热斗篷的性能，研究人员对上海典型环境条件下停放在室外的电动汽车进行了测试。中午，无遮盖车内的温度达到50.5℃，而斗篷遮盖后的车内温度达到22.8℃——比无遮盖车内低27.7℃，比车外温度低7.8℃。午夜时分，车内温度比车外温度高出6.8°C，从未低于0°C。

“这是我们第一次实现冬夜气温比环境温度高出近 7°C，”崔说。“这也让我们感到惊讶——没有能源输入或阳光，我们仍然会变暖。”

斗篷的外部组件由二氧化硅细纤维制成，然后涂有六方氮化硼薄片，这是一种类似于石墨的陶瓷材料，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附到由铝合金制成的内层上。

该团队有意设计这款斗篷，以便将来更容易扩大生产规模。例如，使用更细的二氧化硅纤维会增加太阳光反射率，但它们会更弱，并且无法使用现有的工业级生产技术进行大批量生产。此外，所使用的材料，包括铝、二氧化硅和氮化硼，都是低成本的，使得斗篷重量轻、耐用且阻燃。

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