Une équipe du CSIC en Espagne a développé une architecture tridimensionnelle de PVDF capable de combiner forte réflexion solaire et émission infrarouge, avec une diminution de température pouvant atteindre 12,9 °C lors d’essais en extérieur.
Le refroidissement radiatif passif vise à évacuer la chaleur d’une surface vers l’espace sans utiliser de compresseur ni d’alimentation électrique. Pour fonctionner en plein jour, le matériau doit simultanément réfléchir une grande partie du rayonnement solaire incident et émettre efficacement son énergie thermique dans la fenêtre de transparence atmosphérique située entre 8 et 13 µm.
Amaia Iglesias-Elcano, Luis Moreno-Sanabria, Marisol Martín-González et Cristina V. Manzano, de l’Institut de micro- et nanotechnologie IMN-CNM du CSIC, ont exploité le fluorure de polyvinylidène comme matériau de base. Le polymère est infiltré dans des matrices tridimensionnelles nanoporeuses d’alumine anodisée, ce qui permet de contrôler sa géométrie à l’échelle nanométrique et de modifier ses propriétés optiques.
Après optimisation du procédé et refroidissement ultra-rapide, la structure autoportante présente une réflectance solaire moyenne de 82,4 % et une émissivité infrarouge de 96,7 % dans la fenêtre atmosphérique 8–13 µm. Les auteurs calculent une puissance théorique de refroidissement diurne de 182,3 W/m² pour une irradiance solaire de 1 000 W/m².
Lors d’essais réalisés en extérieur près de Madrid, avec une irradiance maximale de 962 W/m², le matériau traité par ultraviolet a atteint une température jusqu’à 12,9 °C inférieure à celle d’une boîte de référence vide. Le procédé reste à développer avant une utilisation à grande échelle, mais il ouvre des perspectives pour les toitures et façades, les véhicules, l’électronique ou d’autres applications nécessitant une gestion thermique sans consommation électrique directe.
Publication : Template-Assisted 3D-PVDF Nanonetworks for Passive Daytime Radiative Cooling, Nanophotonics.