城大研製冷瓷磚 節省高達20%電力

◆曹之胤(左二)介紹團隊研發的製冷瓷磚。 城大圖片
◆曹之胤(左二)介紹團隊研發的製冷瓷磚。 城大圖片

  香港文匯報訊 (記者 姬文風)被動輻射製冷被視為最具潛力的環保冷凍技術,然而,目前採用的納米光子結構被動輻射製冷材料,成本高且難以應用兼容,另一替代材料聚合物光子則易受天氣影響,且未能有效反射陽光。香港城市大學團隊最近取得重大突破,其新研發的製冷瓷磚不耗能源及不用製冷劑,就可以達至高效能製冷的光學特質,兼具高成本效益、耐用及多功能的優點。

  負責人介紹,團隊實驗發現在屋頂上鋪設製冷瓷磚,可達至節省20%以上電力的空間冷卻效果。

  是次研究結果已刊載於著名學術期刊《科學》,題為「具有高太陽反射率的階層式結構被動輻射製冷瓷磚」。 論文通訊作者、城大能源及環境學院副教授曹之胤介紹,團隊研發的製冷瓷磚具有高效能的光學特性,且堅固耐用。製冷瓷磚的顏色、氣候抗力、機械結構堅固度及抑制萊頓弗羅斯特效應(一種阻止熱傳遞,使液體在高溫表面冷卻失效的現象)的能力,均確保其耐用及多元化應用的特質。

  製冷瓷磚的獨有特質,源於其作為大型瓷磚材料的階層式多孔結構,通過相轉化及燒結兩個簡單步驟,並使用容易取得的氧化鋁等非有機材料就可以製成。氧化鋁具有廣闊的能帶差距,可盡量減少吸收太陽熱能,而製冷瓷磚模擬白金龜的生物白色,並按米氏散射理論優化其多孔結構,可高效消散差不多所有波長的陽光,達至近乎完美的99.6%陽光反射率以及極高的96.5%中紅外線熱能散射率。

  建築業等適用 有效對抗全球暖化

  他指出,以氧化鋁造成的製冷瓷磚,可達至理想的抗紫外線效果。它並能夠抵禦攝氏1,000度以上高溫,並在極高溫底下有超親水表現,可快速吸收水滴,並同時令水滴立即散開,即使在惡劣天氣下,製冷瓷磚仍能保持穩定的冷凍表現。

  曹之胤表示,其極佳的防火能力、氣候抗力、化學穩定度及機械結構堅固度等優點,非常適合於戶外作長期應用。適合建築業在內的廣泛商業應用,有助提升能源效益及對抗全球暖化,加上其製作過程無需使用精密設備或成本高昂的材料,可大量生產,相信製冷瓷磚可有助減少大眾依賴傳統的主動製冷方式。

  他表示,團隊將進一步提升被動熱能管理策略,旨在探索如何應用這些策略以提升能源效率、提倡可持續發展,並促使紡織、能源系統及交通等行業接觸及應用被動輻射製冷技術。