自 1999 年起,《麻省理工科技评论》每年在全球范围内从生物医药技术、能源材料、人工智能、量子计算和通信、智能制造等多个前沿学科和科技领域中遴选出 35 岁以下对未来科技发展产生深远影响的远见者、先锋者、发明家、人文关怀者或者创业家。
“35 岁以下科技创新 35 人”(35 Innovators Under 35,以下简称 TR35)堪称科技领域全球极具影响力的青年人才评价体系之一,在产业界和学术界获得了广泛认同。
为了更好的将“创新城”与“青年人”更好的融合和碰撞,杭州未来科技城将联合《麻省理工科技评论》中国于 2022 年 11 月 14 日-15 日在杭州未来科技城举办第二届「2022世界科技青年论坛暨《麻省理工科技评论》“35 岁以下科技创新 35 人”全球-亚太区发布仪式」。本届峰会,我们将以「看见未来」作为主题,邀请 2022 年 TR35 全球及亚太入选者,以及往届 TR35 China 的入选者们,一起在杭州未来科技城,分享成果转化最为生动的经验,展望活力青年引领的未来。
以下为 中国科学家长春光机所 李炜 在2022 世界科技青年论坛暨《麻省理工科技评论》“35 岁以下科技创新 35 人”全球-亚太区发布仪式的精彩演讲,由云现场整理。
大家好,我是来自中国科学家长春光机所的李炜。今天我的分享主题是利用太空和热辐射获取全天后清洁能源。
全球变暖的大形势下如何去进行低能耗的制冷是全人类关注的共同问题,受太阳能利用的启发,我们突发奇想,如果我们能够利用温度只有零下270度的外太空与地球进行能量交互,那么将获取一个取之不尽,用之不竭的冷源。
基于此,在2014年我的博士后导师斯坦福大学范山辉教授提出了基于太空的日间辐射制冷技术,通过在物体表面设计辐射制冷薄膜,首次实现了无须能耗的日间辐射制冷技术,然而在日常生活中的很多制冷场景,比如建筑物、汽车等等,如果我们涂附这样一个辐射制冷薄膜,我们将不可避免的改变其外观和颜色。
此前这样的薄膜都是白色的,但是显然我们不希望所有的建筑物和汽车都是白色的,因而在2018年我通过多层纳米光学结构调控热辐射,结合可见光红色仪谱调控技术,首次实现了在保持相同颜色外观下,实现45-47度的温差,这样一个制冷薄膜。
这就意味着我们可以在建筑和汽车上面涂附这样一个制冷薄膜,在保持颜色外观下进行制冷,同时我们和斯坦福大学崔意教授合作,将辐射制冷技术融合于衣物中,目前市面上已经可以买到很多这样的制冷和保暖衣物,我自己就有这样一款保暖衣物,特别适合于北方。
进一步和南京大学朱嘉教授的团队合作,开发了低成本的规模化制备的日间辐射制冷技术,而且我们近期也开发了低成本、规模化的定向寒冷地区的保温技术,目前我们也跟车企合作,希望把这样的技术应用于车辆的热管理中。
除此之外,我们也在思考除了制冷和保温还能做什么,我们能否像利用太阳能一样进行发电,经过努力答案是肯定的,我们在无需任何能量输入的情况下,实现了利用外太空冷源作为能量来产生能量,我们成功的电亮了一个LED灯泡,虽然这样一个发电量目前还不是很高,但是相比于太阳能电池只能在白天工作,我们的太空冷源是全天候可以进行工作的。
我们结合太阳能利用和太空冷源的同时利用,提出了综合太阳能利用和太空冷源利用的综合能源信息,展示了其极限可以突破太阳能利用的热力学极限的可能性,未来将致力于开发这样一个综合能源利用系统。
最后我想感谢主办方以及感谢我的团队和合作者,希望和大家进一步交流,谢谢。