城大制冷技术新突破 瓷砖、纺织物等可零耗能降温 助减热岛效应
香港城市大学的研究团队于新一代“被动式辐射制冷技术”上取得突破成果,将这一款零耗能的科技延伸至瓷砖、路面与纺织品方面的应用,有助于建筑物、道路及个人层面,在无电及无制冷剂的情况下达致降温效果,从而减少使用空调,并有助解决城市热岛、温室气体排放等问题。研究近日获得政府“产学研 1+计划”拨款资助,计划于2026年底前建立生产线与相关生产设施。
为应对日益加剧的暖化危机,由城大能源及环境学院曹之胤教授带领的研究团队,专注于研发被动式辐射制冷技术(passive radiative cooling,PRC),利用高太阳反射率和中红外线发射率,通过反射阳光、将热辐射发射至外太空,有效令物体表面自然冷却,令其表面温度可低于环境温度至少摄氏2度。
制冷技术扩展至三项新领域
最新研究则是将PRC技术扩展及应用于三项新领域,包括在建筑外壳、行人道与公共场所的制冷瓷砖、可用于路面的制冷沥青,以及用作制衣的制冷纺织物。
制冷瓷砖具有多孔结构、由无机材料组成,对阳光和热量的吸收率低,并可抵抗紫外线 (UV) 辐射引起的降解,适合于户外长期使用,有助建筑外壳、行人道和公共场所减 少吸收太阳热力,并增强对外太空的热辐射,从而降低对空调的需求。
团队亦研发另一项新产品制冷路面材料,进一步减轻城市的热岛效应。由于传统的沥青材料会于白天吸收太阳辐射,导致路面表面升温至最高达50°C至60°C。曹教授解释,通过加入可反射更多阳光及降低路面温度的无机颗粒,制冷路面材料将提高路面的太阳反射率和中红外线发射率,其耐用性也适用于交通繁忙的城市道路。
另外,团队会研发一款可生物降解制冷或保暖双模式的纺织品,其使用的热致变色颗粒,可按照室温自动改变太阳反射率,从而在夏季提供制冷、在冬季提供保温的功能。此纺织品以环保纤维、聚合物及纳米微粒,制造多层和分层的多孔结构,以增强太阳反射率和中红外线发射率,为个人提供无电降温方案,有助减低户外工作者 的中暑风险,并可通过衣物带来舒适温感。
无电制冷方案助应对气候危机
团队正计划与不同的政府部门、非政府组织和行业伙伴合作,为制冷瓷砖、制冷路面材料、以及可生物降解制冷或保暖双模式纺织品,进行全面的用户试验。曹教授表示,将PRC技术应用于上述领域,有助减轻城市的热岛效应,并可提供个人化的舒适温感,又指团队可将这无电制冷方案带到急切需用地区,以应对气候危机,并建立一个可持续且清凉的世界。