国际学术期刊《科学报告》(Scientific Reports)在线发表了上海大学教授、中科院上海硅酸盐所兼职研究员高彦峰等人的成果,他们发明了一种“智能发电窗”,它能利用太阳光发电,还会根据温度的变化自动隔热。
高彦峰教授2007年入选中国科学院“百人计划”,从日本回国工作,长期从事二氧化钒材料的基础与应用研究。他告诉记者,二氧化钒是一种具有结构相变特征的材料,在高温和低温条件下,其化学结构截然不同。当温度低于68℃时,二氧化钒是透明绝缘体,能让红外线透过; 而当温度高于68℃时,二氧化钒则成了金属,会反射红外线。
太阳光分为三部分:紫外线、可见光、红外线。其中,紫外线对人体有害,二氧化钒能吸收97%的紫外线; 对于可见光,这种材料能让其全部透过,所以贴在窗户上不影响采光;而对于热能的主要来源——红外线,它会在高温时反射它,起到隔热效果,低温时则使其透过,引入热量。“我们可以对二氧化钒材料进行加工,改变它的相变临界温度。比如将临界温度设置为30℃,这样把它贴在窗户上后,当室外温度超过30℃时,窗户就会自动反射红外线,起到隔热的效果。”高教授说。
经过长期研发,高彦峰在国际上首次用湿化学方法制备了大尺寸二氧化钒薄膜,其光学性能达到国际领先水平。在此基础上,他带领团队试制了拥有自主知识产权的宽幅温控智能节能贴膜产品。经对比评测,它的高温隔热性能优于进口产品,相变特性稳定性良好,而且预计售价是国外产品的1/2至1/5。经过中科院与广东一家企业的合作,“智能窗户”将于明年投入生产。
近日,高彦峰在“智能窗户”上安装了太阳能电池,使其升级为“智能发电窗”。高彦峰表示,他希望这一实验室成果尽快产业化,把城市大面积的玻璃幕墙和窗户变成“发电厂”,让建筑更节能环保。