理大研發製冷納米塗層 室溫減3℃
2024-09-24 00:00全球暖化日益嚴峻,香港理工大學團隊成功開發一款自適性環保輻射製冷納米塗層,可降低建築物表面溫度達攝氏25度,令室溫低約攝氏2度至3度,塗層反射出的太陽光更能配合太陽能板發電。團隊表示,新塗層環保耐用,可製成多種顏色,運輸、儲存及使用上與一般油漆相若,有助推動以環保節能方法緩解城市熱島效應,助力實現碳中和目標。團隊又透露,新塗層成本建築表面每平方米約12港元,大規模生產後可望進一步降低。
可降低建築物表面溫度25℃
據機電工程署資料,香港建築物佔全港用電量約九成。理大研究團隊成功開發以「碳量子點」(Carbon Dots)驅動的光致發光輻射製冷納米塗層,能因應太陽輻射量,自動調節製冷量。團隊指,與傳統輻射製冷塗層相比,新型塗層可將日間有效太陽能反射率由92.5%提升至95%,冷卻效果比傳統塗層高10%至20%,於混凝土天台採用可將溫度降低25度。
理大建築環境及能源工程學系教授呂琳表示,許多建築材料會吸熱,惟散熱能力不強,導致在陽光長時間照射下溫度會非常高。她指,一般被動式輻射製冷材料,不能根據環境變化自動調節製冷量,有應用局限;新塗層利用光致發光材料,將太陽能轉化為光能,太陽光度強度越大,塗層的太陽光反射率越高,可避免建築物吸收過量熱力。
團隊在與政府機構合作的實地測試中,將新塗層應用於本港建築工地貨櫃屋屋頂,兩年測試期之後,新塗層太陽能反射率只降低不多於2%。
呂琳指出,新塗層可用於常見建築材料如混凝土、金屬板、塑膠等,耐用度亦與一般建築物油漆相若,「可能五至十年重新塗一次就可以,但是不代表屆時已經失效,可能差一點點而已。」
新塗層可製作成不同顏色
新塗層可根據需要,製成不同顏色。博士後研究員龔權表示,傳統上用白色以外的顏色,會犧牲塗層冷卻效果,新塗層的「碳量子點」技術可解決顏色對塗層能效的影響,擴大應用範圍,「白色儘管高反射,會令視覺很不舒服。他又謂,若能做成不同顏色,應用範圍會更廣。」並可以滾刷方式大幅塗抹於建築物天台和外牆、路面、城市地表覆蓋面等,既能降溫,更可美化外觀。
另外,理大研究團隊已獲理大碳中和科研基金支持,將新塗層與雙面太陽能光伏板結合,實現協同增強的熱管理和發電,使建築物由能源消耗者轉變為「能源收集者」。
團隊計劃在興建中的理大九龍塘學生宿舍天台安裝雙面光伏板,並於光伏板之下的天台地面塗抹新型塗層,提高太陽能反射到光伏板的比率,預期新系統與沒有塗層的單面太陽能光伏板相比,發電量提高30%至50%,碳排放減少30%。團隊指,新宿舍天台預計可產生97000千瓦小時電量,每年節省逾12萬港元電費。
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