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Homogeneous Polymer Films for Passive Daytime Cooling : Optimized Thickness for Maximized Cooling Performance

DOI zum Zitieren der Version auf EPub Bayreuth: https://doi.org/10.15495/EPub_UBT_00006423
URN zum Zitieren der Version auf EPub Bayreuth: urn:nbn:de:bvb:703-epub-6423-2

Titelangaben

Herrmann, Kai ; Lauster, Tobias ; Song, Qimeng ; Retsch, Markus:
Homogeneous Polymer Films for Passive Daytime Cooling : Optimized Thickness for Maximized Cooling Performance.
In: Advanced Energy & Sustainability Research. Bd. 3 (2022) Heft 2 . - No. 2100166.
ISSN 2699-9412
DOI der Verlagsversion: https://doi.org/10.1002/aesr.202100166

Volltext

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Name: Adv Energy and Sustain Res - 2021 - Herrmann - Homogeneous Polymer Films for Passive Daytime Cooling Optimized Thickness.pdf
Version: Veröffentlichte Version
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Name: aesr202100166-sup-0001-suppdata-s1.pdf
Version: Veröffentlichte Version
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Angaben zu Projekten

Projekttitel:
Offizieller Projekttitel
Projekt-ID
VISIRday
714968
Open Access Publizieren
Ohne Angabe

Projektfinanzierung: ERC

Abstract

Passive radiative cooling materials that spontaneously cool below ambient temperature could save tremendous amounts of energy used for cooling applications. A multitude of materials, structures, and fabrication strategies have been reported in recent years. Important material parameters like a tailored or broadband emissivity, angle selectivity, or the influence of non-radiative heat losses were discussed in detail. The material thickness has been far less researched and is typically chosen sufficiently thick to ensure high emission in the atmospheric transparency window between wavelengths of 8 – 13 µm. However, not only the material emittance but also atmospheric and solar energy uptake depend on the material thickness. This broadband interplay has been less addressed so far. Here we show, how an optimum thickness of a passive cooling material can be predicted when the optical properties of the material are known. Using complex refractive index data, we calculate the thickness dependent cooling performance of Polydimethylsiloxane (PDMS) in back-reflector geometry as exemplary material. For both day- and night-time operation, we report an optimum emitter thickness. We verify our findings experimentally by measuring the equilibrium temperatures of PDMS films with different thicknesses in a rooftop experiment. Our presented analytical approach is directly transferable to other materials.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Keywords: radiative cooling; radiative heat transfer; thermal emission; complex refractive index; thermal management
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Physikalische Chemie I - Kolloidale Strukturen und Energiematerialien
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Physikalische Chemie I - Kolloidale Strukturen und Energiematerialien > Lehrstuhl Physikalische Chemie I - Kolloidale Strukturen und Energiematerialien - Univ.-Prof. Dr. Markus Retsch
Profilfelder > Advanced Fields > Polymer- und Kolloidforschung
Profilfelder > Advanced Fields > Neue Materialien
Profilfelder > Emerging Fields > Energieforschung und Energietechnologie
Forschungseinrichtungen > Zentrale wissenschaftliche Einrichtungen > Bayreuther Institut für Makromolekülforschung - BIMF
Forschungseinrichtungen > Zentrale wissenschaftliche Einrichtungen > Bayreuther Zentrum für Kolloide und Grenzflächen - BZKG
Forschungseinrichtungen > Zentrale wissenschaftliche Einrichtungen > Bayerisches Zentrum für Batterietechnik - BayBatt
Forschungseinrichtungen > Institute in Verbindung mit der Universität > Bayerisches Polymerinstitut (BPI)
Forschungseinrichtungen > EU-Projekte > VISIRday
Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften
Profilfelder
Profilfelder > Advanced Fields
Profilfelder > Emerging Fields
Forschungseinrichtungen
Forschungseinrichtungen > Zentrale wissenschaftliche Einrichtungen
Forschungseinrichtungen > Institute in Verbindung mit der Universität
Forschungseinrichtungen > EU-Projekte
Sprache: Englisch
Titel an der UBT entstanden: Ja
URN: urn:nbn:de:bvb:703-epub-6423-2
Eingestellt am: 23 Jun 2022 06:28
Letzte Änderung: 05 Aug 2022 09:11
URI: https://epub.uni-bayreuth.de/id/eprint/6423

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