輻射製冷塗料助室內降溫 港商快量產

文章日期:2021年12月6日

【明報專訊】在香港,冷氣機的耗能佔了一般建築物總耗能的兩成至三成。隨着全球暖化,這個比例還可能繼續上升,在很多地區都成為一大問題。為此,有美國學者在2014年研究出一種輻射製冷塗料,可以在不耗電下助室內降溫,因而在國際間掀起研究熱潮,被認為是環保的製冷技術,甚至長遠有助緩解地球暖化問題。有本地團隊研究出同類塗料,更有望克服成本問題,明年底開始量產。

明報記者 薛偉傑

攝影 馮凱鍵

所謂「製冷」,是指固體表面加上這種塗料後,產生降溫效果,表面溫度甚至會低於周圍環境氣溫。這種輻射製冷技術,稱為SDRC(Sub-ambient Daytime Radiative Cooling),最先是在2014年由美國史丹福大學電子工程學系華裔教授范善輝團隊首創。隨後,科羅拉多大學、哥倫比亞大學等多支團隊,亦研究出具有SDRC效果的塗料。

要明白SDRC類塗料的原理,要先了解電磁波輻射現象。創冷科技(i2Cool Limited)共同創辦人朱毅豪表示,根據物理學理論,任何溫度高於絕對零度(零下273.15℃)的物體,都會以電磁波輻射形式,向周圍環境散發熱量。同時,在地球表面的物體,會面對來自太陽電磁波輻射,並出現反射、穿透或吸收等現象。因此,一件物體的溫度上升或下降,取決於它以電磁波輻射方式向外散熱能力,與它吸收來自太陽電磁波輻射能力的對比。

白色SDRC塗料太陽光反射率九成

太陽電磁波輻射波長集中在0.3至2.5微米,由紫外線、可見光、近紅外線組成。SDRC類塗料特點是,對於紫外線、可見光、近紅外線都會反射和散射掉絕大部分,只有很小部分會被吸收或穿透。它向外發出的電磁波輻射,集中在波長8至13微米中紅外線。由於大氣層中的氮氣、二氧化碳和水蒸氣對於這個波段的紅外線都不大吸收或反射,所以這些中紅外線可以一直輻射到外太空。由於外太空的溫度低至零下270℃左右,所以能輕易吸收。

SDRC類塗料從太陽光中吸熱極少,但輻射散熱能力強,而且將大部分熱量散發到外太空中。因此,即使在日間,SDRC類塗料的溫度也可以低於周圍環境的氣溫。更重要的是,建築物室內氣溫,亦會略降,因為有部分室內熱量會透過傳導而被SDRC塗料吸收後再散發;這也是SDRC類塗料的終極用途。

金屬建築物外牆溫度最多降逾20℃

創冷科技的白色SDRC塗料對太陽光反射率達93%至95%;它向外發出的電磁波輻射,有94%集中在波長8至13微米的中紅外線。這兩個數據,都比一般白色漆油高出大約10%。

根據試驗,將該公司的SDRC塗料塗在金屬建築物的屋頂或外牆表面後,陽光猛烈時,溫度最多可以下降逾20℃至30℃(與沒有任何塗料相比),比周圍環境氣溫要低4℃至7℃。至於金屬建築物室內的氣溫,可降1.8℃至6.4℃,估計可令冷氣機用電量減少兩成或以上。

朱毅豪表示,由於水泥的隔熱和儲熱效果比金屬強,與金屬建築物相比,水泥建築物室內日夜氣溫較平均。至於水泥建築物的屋頂或外牆加上該公司SDRC類塗料後,可以節省多少冷氣用電量,則要做過試驗才知。該公司已經與華懋集團達成協議,稍後將會在中環街市做有關測試。

朱毅豪透露,好幾家上市公司都對公司的SDRC塗料感興趣,希望盡快量產。現時正和幾家內地代工廠商討合作,當中以港資為主。該公司計劃,先在明年底量產白色的SDRC塗料,目標是在3至5年後自行設廠生產,未來計劃融資2000萬元。

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