Weather‐Adaptive Janus Aerogel Integrated with Phase Change Materials Enables Dual‐Mode Thermal Regulation via Radiative Cooling and Solar Heating

材料科学 辐射冷却 杰纳斯 气凝胶 热的 相变材料 相变 双模 辐射传输 模式(计算机接口) 热辐射 工程物理 核工程 复合材料 航空航天工程 纳米技术 气象学 光学 热力学 物理 工程类 操作系统 计算机科学
作者
Wangwang Liu,Yumeng Dong,Mengyue Li,Huan Liu,Xiaodong Wang
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:36 (7) 被引量:15
标识
DOI:10.1002/adfm.202513665
摘要

Abstract Passive radiative cooling offers an electricity‐free strategy to reduce energy consumption. However, most radiative cooling systems focus solely on maximizing cooling performance while neglecting diurnal temperature fluctuations and weather variations under intermittent solar irradiation. To address this limitation, a dual‐mode, weather‐adaptive thermal regulation system is developed using a bilayer‐structured Janus aerogel/phase change material (PCM) composite. This innovative design integrates a radiative cooling layer with a solar heating layer, coupled with a PCM, to dynamically respond to changing environmental and seasonal conditions. In cooling mode, the Janus aerogel/PCM composite achieves a maximum sub‐ambient temperature drop of 14.2 °C under peak solar irradiance (1057 W m −2 ). In heating mode, the composite demonstrates a maximum sub‐ambient temperature rise of 14.9 °C under a peak sunlight intensity of 772.8 W m −2 . The PCM plays a critical role in “peak‐shaving and valley‐filling” by storing excess solar energy during high‐temperature periods and releasing it during low‐temperature phases. This mechanism enhances both radiative cooling and solar heating efficiency, ensuring stable thermal regulation. The Janus aerogel/PCM composite developed by this work represents a significant advancement in sustainable thermal management, offering adaptable solutions for passive radiative cooling and solar heating applications in variable climates.
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