城大研發新型隔熱氣凝膠 突破無電製冷技術 額外降溫達5.2度助建築大幅節能

香港文匯報訊（記者 楊梓穎）全球暖化加劇，冷氣等製冷電器的大量使用不僅消耗龐大能源，更形成碳排放的惡性循環。為打破此困局，香港城市大學科研團隊在無電製冷領域取得重大突破，成功研發出一款新型紅外線透明隔熱氣凝膠（WITA）。該材料配合低於環境溫度的日間輻射製冷材料（SDRC）使用，可將降溫效果額外提升最高達5.2°C。相關研究成果近日已刊登於國際權威學術期刊《能源與環境科學》。

傳統的SDRC技術透過反射太陽輻射並將熱量散發至外太空，實現「零耗電」降溫。然而，現有技術依賴單一表面同時處理反射與散熱，容易受外界熱量干擾而影響製冷深度。由城大能源及環境學院副院長（國際事務及拓展）兼講座教授曹之胤領導的團隊，創新地採用超高分子量聚乙烯作為基材，以簡化的單步溶劑交換法製備出白色WITA。相比常用的高密度聚乙烯，新基材具備更高的纏結密度及物理交聯能力，結構更為穩定。WITA成功將太陽光反射與熱輻射散熱功能解耦，其大氣窗透射率高達94.5%，太陽反射率亦達96.6%，展現出極佳的光學性能。

為驗證實際效能，團隊建立了多尺度光學－熱學模型，並在香港及阿布扎比進行戶外實測。結果顯示，在香港的環境下，SDRC塗層加上WITA後，降溫效果較單用SDRC塗層額外提升最多5.2°C；而在阿布扎比的極端乾熱沙漠氣候中，WITA在長時間下亦能展現更優越的降溫優勢。團隊更透過建築能源模型模擬一棟四層住宅的全年能耗，發現以阿布扎比為例，傳統SDRC屋頂每年可較傳統屋頂節省14.6吉焦耳電能，而引入WITA後，SDRC的節能效益可進一步大幅提升約55%。

除了高效降溫，WITA在耐用度及安全性上同樣表現出色。經過在40°C下連續75天的強烈紫外線測試（相當於香港戶外曝曬約兩年），其光學性能幾乎維持不變，適合戶外長期使用。此外，WITA具備良好的疏水及自潔能力，能防止雨水污染；加入商用阻燃劑後，遇火只會收縮而不燃燒，消防安全表現優於現有有機SDRC材料。團隊更成功開發出紅、黃、藍三色WITA，在不減損性能的前提下，為建築外觀設計提供更多元選擇。

曹之胤指出，是次研究不僅提出了高效的輻射製冷材料，更建立了一套從材料設計延伸至建築節能效益評估的預測框架。他期望透過連結材料配方、製冷性能與實際能源效益，能加速被動式製冷技術從實驗室走向廣泛應用，為應對全球暖化及城市熱島效應提供新的解決方向。