Superhydrophobic waste paper-based aerogel as a thermal insulating cooler for building

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作者
Xuejie Yue,Hai Wu,Tao Zhang,Dongya Yang,Fengxian Qiu
出处
期刊:Energy [Elsevier]
卷期号:245: 123287-123287 被引量:59
标识
DOI:10.1016/j.energy.2022.123287
摘要

Daytime subambient radiative cooling is a most promising alternative to electricity-free building cooling. However, optical performance degradation arising from surface contamination and inevitable parasitic heat gain still pose unprecedented challenges to cool building at subambient temperatures. This paper proposed a superhydrophobic cellulose aerogel cooler (SHB-CAC) as building envelope by integrating self-cleaning capacity, passive daytime radiative cooling and thermal insulation to reduce environmental heat gain. The SHB-CAC demonstrates high solar reflectance (93%) and long-wave infrared emittance (91%), accomplishing a temperature drop of 8.5 °C lower than the ambient under sunlight of 800 W/m2 in the outdoor experiment. Notably, the SHB-CAC possesses low thermal conductivity (28 mW/(m∙K)) that suppresses parasitic heat gain from warmer surrounding and reduces cooling energy consumption. The self-cleaning property resulting from superhydrophobicity protects SHB-CAC from water wetting and dust contamination but also maintains its good surface radiation capacities under different humidity environment. A building energy simulation was conducted and results showed that 43.4% of cooling energy on average could be saved compared to the building baseline consumption, if SHB-CAC was widely used in China, indicating that the strategy of optical and thermal conductivity management of cooler has the potential to reduce the energy consumption of buildings.
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