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碳量子點驅動的環保輻射製冷納米塗層
理大研發
光
光致發光技術可將紫外線轉換成可見光光子，提升太陽能反射率，而且太陽光強度愈大，塗層的光反射率愈高。
（上圖）呂琳教授（左）和團隊核心成員博士後研究員龔權博士（右）
香港理工大學（理大）研究團隊開發了一款自適性環保輻射製冷納米塗層，毋須消耗任何能源即可有效降低建築物表面溫度高達攝氏 24 度，並降低室內溫度約攝氏 2 至 3 度。與傳統輻射製冷塗層相比，新型塗層可將日間的有效太陽能反射率由 92.5% 提升至 95%，冷卻效果高 10% 至 20%。
輻射製冷即以反射物料覆蓋外牆及天台，以降低室內環境溫度，但一般採用的是被動式材料，不能根據環境變化自動調節製冷量。為此，理大建築環境及能源工程學系教授呂琳教授帶領研究團隊，聯同核心成員博士後研究員龔權博士，開發了以「碳量子點」（Carbon Dots）驅動的光致發光輻射製冷納米塗層。光致發光技術可將紫外線轉換成可見光光子，提升太陽能反射率，而且太陽光強度愈大，塗層的光反射率愈高。
該塗料環保無害。目前的設計是塗蓋在中空的玻璃微珠表面，製成智慧製冷球塗層，過程中不會釋放任何揮發性有機化合物，減少空氣污染的問題。
團隊與香港政府合作進行測試，應用於建築工地貨櫃屋屋頂。經過兩年半戶外測試後，屋頂比一般混凝土屋頂溫度降低攝氏 24 度，而反射率只降低了不多於 2%。通過此技術，預計每年可節省約 10% 空調耗電量。以香港、北京、杭州、廣州、長沙、和田、瀋陽、桂林、福州、重慶、蘭州為例，若使用新型塗層，預計每平方米塗層可以每年節省約 97 至 136 千瓦時耗電量。
對塗層進行測溫
呂琳教授表示：「全球暖化和極端氣候問題日益嚴峻，我們研發的新型塗層具備卓越降溫表現，適用於各種氣候的城市，有望加快新一代降溫材料的發展。這種水溶性新型塗層更可製成多種顏色，以滾刷方式大幅塗抹於建築物天台和外牆、路面、城市地表等，既可達到降溫目的，更兼具美化效果。」
呂琳教授也於 2019 年作為「基於輻射換熱的建築節能及熱舒適環境關鍵營造技術與應用」項目的主要完成人之一，獲得教育部科技進步獎二等獎。
研究團隊已獲得理大碳中和科研基金的支持，將這種塗層與雙面太陽能光伏板結合，實現協同增強的熱管理和發電。研究團隊計劃在興建中的理大九龍塘學生宿舍天台安裝，預期新系統與沒有塗層的單面太陽能光伏板相比，發電量可提高 30% 至 50%，碳排放減少 30%，預計每年節省逾港幣 12 萬元電費。
來源：香港理工大學
理大研發
碳量子點驅動的環保輻射製冷納米塗層
