香港理工大學研究團隊今日(23日)公布成功開發一款以「碳量子點」驅動的光致發光輻射製冷納米塗層,能應用於建築物天台和外牆等,毋須消耗任何能源下,可有效降低建築物表面溫度高達25度,並降低室內溫度約2至3度。新型塗層無毒耐用,可大規模生產,助力實現碳中和目標。
理大建築環境及能源工程學系教授呂琳指,採用納米大小的環保有機合成物「碳量子點」作為光致發光材料,令塗層有效地將紫外線轉換為可見光光子,反射的波段可調控,如400多納米會是藍色。至於去年9月在戶外進行一些實驗,日間有效太陽能反射率達致92.5%,並可降溫達攝氏20度,同時需根據天氣情況,如陽光很強烈時可降溫高達25度。
理大建築環境及能源工程學系教授呂琳(左)與博士後研究員龔權(右)完成講解後合照。
呂琳續指,與政府機構合作的實地測試,經過兩年半後,新型塗層耐用度很高,表面很潔淨,沒有什麼破壞,長時間應用都是沒有問題。至於研究團隊已獲得理大碳中和科研基金支持,將新型光致發光輻射製冷納米塗層與雙面太陽能光伏板結合,使建築物由能源消耗者轉變為能源收集者。團隊更計劃在興建中的理大九龍塘學生宿舍天台安裝雙面太陽能光伏板,面積約600平方米,於光伏板之下的天台地面塗抹新型塗層,進一步提高太陽能反射到光伏板的比率,提高發電量,為建構物降溫。將來都會計劃進行公眾展示,而新型塗層使用5至8年都沒問題,像平時油漆一樣每5至10年重新塗一次。
右面為已使用新塗層、左面作對照。
兩者溫度相差約3度。
博士後研究生龔權指,與政府機構合作的實地測試中,將新型輻射製冷塗層應用於本港建築工地的貨櫃屋屋頂,每年可節省約10%空調系統耗電量,而具體節省電費需根據建築物情況計算,如位於高層或低層、坐向等,一般來說愈高層省電更少,因建築物耗電量很多,對低層建築如一或兩層可節省更多電。至於新塗層可製成多種顏色,包括白色、粉色、黃色及藍色,而白色的反射率會更高,其他顏色是會吸收,如以藍色為例,加入「碳量子點」與沒有加入的藍色塗層,效能可提升5%,如沒有加入的藍色塗層可提供100千瓦電量,加入「碳量子點」可提供105千瓦電量,由於所有建構物都不可能是白色,視覺不舒服,故需製作彩色塗層,而新型塗層運輸、儲存及使用上與一般油漆沒有區別,目前成本為每平方米約港幣12元,大規模生產後可望再進一步降低。
博士後研究員龔權示範使用「環保輻射製冷納米塗層」。
頂圖:理大建築環境及能源工程學系教授呂琳(左)與博士後研究員龔權(右)完成示範後合照。