Yan Dong#, Huanhuan Dong#, Juan Wang, Zhiyuan Li, Xinyao Meng, Dongxu Xue, Yu Fang, Junxia Peng*, https://doi.org/10.1039/d6ta02925f
凝胶类降温材料在长时间运行过程中常出现降温性能衰减甚至失效的问题，原因是过度的水分脱附会导致网络结构坍塌与界面分层。本研究提出了一种可兼顾强锁水能力与可控水分脱附的设计策略，以延长凝胶类降温材料的使用寿命。我们将吸湿性低共熔溶剂与两性离子网络相结合，制备出一种大气吸湿性低共熔凝胶（EG-SBMA）。该EG-SBMA具备良好的可压缩性与黏附性，即便在高湿环境下达到吸湿饱和（相对湿度90%，放置12小时），仍可牢固黏附在各类基底表面不脱落。它表现出优异的亲水性能，在25℃、相对湿度90%的环境中放置12小时，吸水量可达1.2 g g⁻¹。将其应用于商用太阳能电池时，在1 kW m⁻²的光照强度下，EG-SBMA最高可实现15℃的降温效果，且有效降温时长可达12小时。值得注意的是，EG-SBMA仅需在夜间通过大气吸湿即可完成再生，再生后可再次实现约15℃的降温效果并持续12小时。得益于快速的吸脱附平衡能力与稳定的锁水性能，这种“再生-降温”循环可连续重复10次，在第10次循环时仍可保持11℃的降温幅度。上述研究结果充分展现了吸湿性低共熔凝胶在长期实际热管理场景中的应用潜力。
图1. EG-SBMA凝胶的吸湿性能
图2. EG-SBMA凝胶通过蒸发冷却对太阳能板的降温性能
图3. EG-SBMA凝胶的长期循环冷却性能与户外冷却性能
第一作者：陕西师范大学硕士研究生董妍、博士研究生董欢欢
通讯作者：陕西师范大学彭军霞教授
全文链接：https://doi.org/10.1039/d6ta02925f
