中國粉體網訊  近日，來自揚州大學化學化工學院、揚州大學碳中和技術研究院等多個研究團隊在Advanced Materials期刊上發表了一項重要研究成果，提出了一種基于納米/微米金屬有機框架衍生的低溫共燒陶瓷材料。

該材料通過將MIL-96衍生的多級結構氧化鋁片嵌入玻璃基質中，實現了近乎完美的太陽能反射率（>0.98）和高長波紅外發射率（0.93），在白天可實現最高7.4°C的低于環境溫度的冷卻效果，并在中午時段將光伏短路電流提升10.46 mA。全球模擬顯示，該材料有望通過降低冷卻需求與提升光伏輸出，實現14.3億噸的二氧化碳減排，為建筑節能和可再生能源捕獲提供了創新解決方案。

氧化鋁-該材料的大創新

研究團隊創新性地采用MIL-96衍生的分級結構氧化鋁顆粒，該顆粒具有優化的幾何參數和高孔隙率，能夠增強光背向散射。將這些顆粒嵌入玻璃基質中，形成了低溫共燒陶瓷（LTCC），在低于1000°C的溫度下實現燒結，顯著降低了能耗。

通過理論模擬，研究團隊比較了球形、六棱柱和六邊形片狀三種不同形狀的氧化鋁顆粒的光散射性能。研究發現，六邊形片狀氧化鋁在背向散射效率方面表現最佳，能夠減少反向入射光所需的散射事件次數，從而降低顆粒濃度需求。

材料制備

研究團隊首先制備了苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）/玻璃/氧化鋁層壓板，其中SBS作為粘合劑包裹氧化鋁片和玻璃顆粒。通過 annealing 和燒結過程，最終形成了彎曲的LTCC梁。

多性能優化

光學性能測試表明，含六邊形氧化鋁片的LTCC在太陽能反射率和長波紅外發射率上均優于球形和棱柱形氧化鋁，其光學性能優于多數已報道材料。

在光伏集成測試中，LTCC作為反射基底顯著提升了鈣鈦礦和硅基太陽能電池的轉換效率。戶外實驗中，LTCC使光伏模塊在中午時段短路電流平均提升10.46 mA，且在陰天條件下仍能保持性能優勢。

全球能源模擬顯示，LTCC在赤道地區年冷卻節能可達23 MJ/m²，光伏發電增量達17.6 MJ/m²。按氣候分區分析，多數地區可實現冷卻與光伏發電的平衡。整體來看，LTCC全球推廣后年節電量可達4.75 TWh，光伏發電增量165.12 TWh，預計年二氧化碳減排量達14.3億噸。

這項研究克服了傳統氧化鋁陶瓷加工的高溫限制，為高性能PRC材料的大規模制備和實際應用提供了可行方案。研究團隊預計，這項工作將推動PRC材料在可持續節能和能源捕獲方面的大規模應用，加速全球向氣候中和基礎設施的轉型。

參考來源：

碳中和產學研、PCI可名

（中國粉體網編輯整理/山林）

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