www.188betkr.com 讯近日，来自扬州大学化学化工学院、扬州大学碳中和技术研究院等多个研究团队在Advanced Materials期刊上发表了一项重要研究成果，提出了一种基于纳米/微米金属有机框架衍生的低温共烧陶瓷材料。
该材料通过将MIL-96衍生的多级结构氧化铝片嵌入玻璃基质中，实现了近乎完美的太阳能反射率（>0.98）和高长波红外发射率（0.93），在白天可实现最高7.4°C的低于环境温度的冷却效果，并在中午时段将光伏短路电流提升10.46 mA。全球模拟显示，该材料有望通过降低冷却需求与提升光伏输出，实现14.3亿吨的二氧化碳减排，为建筑节能和可再生能源捕获提供了创新解决方案。
氧化铝-该材料的大创新
研究团队创新性地采用MIL-96衍生的分级结构氧化铝颗粒，该颗粒具有优化的几何参数和高孔隙率，能够增强光背向散射。将这些颗粒嵌入玻璃基质中，形成了低温共烧陶瓷（LTCC），在低于1000°C的温度下实现烧结，显著降低了能耗。
通过理论模拟，研究团队比较了球形、六棱柱和六边形片状三种不同形状的氧化铝颗粒的光散射性能。研究发现，六边形片状氧化铝在背向散射效率方面表现最佳，能够减少反向入射光所需的散射事件次数，从而降低颗粒浓度需求。
材料制备
研究团队首先制备了苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）/玻璃/氧化铝层压板，其中SBS作为粘合剂包裹氧化铝片和玻璃颗粒。通过 annealing 和烧结过程，最终形成了弯曲的LTCC梁。
多性能优化
光学性能测试表明，含六边形氧化铝片的LTCC在太阳能反射率和长波红外发射率上均优于球形和棱柱形氧化铝，其光学性能优于多数已报道材料。
在光伏集成测试中，LTCC作为反射基底显著提升了钙钛矿和硅基太阳能电池的转换效率。户外实验中，LTCC使光伏模块在中午时段短路电流平均提升10.46 mA，且在阴天条件下仍能保持性能优势。
全球能源模拟显示，LTCC在赤道地区年冷却节能可达23 MJ/m?，光伏发电增量达17.6 MJ/m?。按气候分区分析，多数地区可实现冷却与光伏发电的平衡。整体来看，LTCC全球推广后年节电量可达4.75 TWh，光伏发电增量165.12 TWh，预计年二氧化碳减排量达14.3亿吨。
这项研究克服了传统氧化铝陶瓷加工的高温限制，为高性能PRC材料的大规模制备和实际应用提供了可行方案。研究团队预计，这项工作将推动PRC材料在可持续节能和能源捕获方面的大规模应用，加速全球向气候中和基础设施的转型。
参考来源：
碳中和产学研、PCI可名
（www.188betkr.com 编辑整理/山林）
注：图片非商业用途，存在侵权告知删除！
