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上海交通大學材料科學與工程學院副教授崔可航與合作者開發(fā)出一款“斗篷”，可以保持電動汽車冬暖夏涼，延長電池使用壽命。相關(guān)研究近日發(fā)表于新應(yīng)用物理科學期刊《設(shè)備》（Device）。

當電動汽車停在室外時，其溫度會隨著晝夜和季節(jié)的變化而劇烈變化，這可能會導(dǎo)致電池的退化。為了抑制這些波動并延長電池的壽命，崔可航與合作者設(shè)計了一種全天候的熱斗篷，它可以在炎熱的白天為電動汽車降溫8℃，在夜間使其升溫6.8℃。

研究團隊研發(fā)的斗篷主要由二氧化硅和鋁制成，可以在沒有外部能量輸入的情況下被動地做到這一點，并且在炎熱或寒冷的天氣中不需要任何修改即可運行。“這種熱斗篷就像車輛、建筑物、航天器甚至外星棲息地的衣服一樣，可以保持冬暖夏涼。”崔可航比喻說。

為了抑制自然溫度波動，這種斗篷將汽車或斗篷下面的任何其他物體與周圍環(huán)境隔離開來。這種斗篷由兩部分組成：外層有效地反射陽光，內(nèi)層將熱量儲存在內(nèi)部。無論外層吸收了多少熱量，它都會以一種很容易散發(fā)到外層空間的方式散發(fā)出去。這種設(shè)計為它贏得了“兩面神”熱斗篷的名字，其靈感來自雙面的羅馬神Janus。

“這種斗篷的工作原理與地球冷卻的原理基本相同，即通過輻射冷卻。”崔可航說， “地球被大氣層覆蓋，而大氣層對于我們輻射的一定范圍的電磁能量是透明的。”

雖然這個過程在夏季是可取的，但它會使汽車在冬季更冷。“必須開發(fā)出一種無需外部能量輸入就能自動開關(guān)的東西，這非常困難。”崔可航說。

崔可航和團隊設(shè)計的這種斗篷可以在冬天自動抵消這種影響。這種斗篷采用了一種叫作“光子回收”的效果。本質(zhì)上，任何被困在斗篷下的能量都會在汽車和斗篷之間來回反彈，而不是逃逸到外面的環(huán)境中。

為了評估這種熱斗篷的性能，研究人員在上海典型環(huán)境條件下對停在室外的電動汽車進行了測試。正午時分，無遮擋車輛的車廂溫度達到50.5℃，而有遮擋車輛的車廂溫度比無遮擋車輛低22.8℃~27.7℃，比室外溫度低7.8℃。午夜時分，車內(nèi)溫度比室外溫度高出6.8℃，并且從未低于0℃。

“這是我們第一次在冬季夜間實現(xiàn)比環(huán)境溫度高出近7攝氏度。”崔可航說，“這也讓我們感到驚訝——沒有能量輸入或陽光，我們?nèi)匀豢梢宰兣?rdquo;

斗篷的外部成分由薄的二氧化硅纖維制成，然后涂上六方氮化硼薄片，這是一種類似石墨的陶瓷材料，可以增強纖維的太陽反射率。然后將這些纖維編織在一起，形成織物，并粘在由鋁合金制成的內(nèi)層上。

該團隊特意設(shè)計了這種斗篷，以便在未來更容易擴大生產(chǎn)規(guī)模。例如，使用更薄的二氧化硅纖維會增加太陽的反射率，但它們會更不牢固，并且無法用現(xiàn)有的大批量工業(yè)級生產(chǎn)技術(shù)來制造。此外，所使用的材料，包括鋁、二氧化硅和氮化硼，都是低成本的，使斗篷重量輕、耐用、阻燃。

原標題：新“斗篷”可讓電動汽車電池“延壽”