新聚合物塗料可反射 99% 太陽光,炎炎夏日幫忙降溫 6℃

作者 | 發布日期 2018 年 09 月 28 日 16:44 | 分類 材料 , 材料、設備 , 能源科技 follow us in feedly

隨著天氣越來越炎熱,冷氣空調占了全球能源消耗高達 10%,吹冷氣會破壞生態,但不吹又可能中暑甚至死亡。為尋找降溫替代方案,一組美國科學團隊現在開發出新的聚合物冷卻塗料,能夠像油漆一樣塗在房屋表面,並將溫度冷卻得比周遭環境低至少 6°C。



取代冷氣空調的其中一種方案,是不仰賴任何電力來源的被動日間輻射冷卻(passive daytime radiative cooling,PDRC),透過在表面反射太陽光來達到自發冷卻效果。

開發實用的 PDRC 產品具有一定挑戰性,不是設計太複雜或成本高昂,就是無法與各種形狀或紋路的屋頂、建築物相容;到目前為止,最基本、最便宜的 PDRC 產品就是白色塗料,但白色塗料雖然可吸收紫外線,卻不擅長反射更長的光波,通常僅反射 85% 陽光,紫外光(UV)、近紅外光等波段則依然會吸收,因此性能有限。

而最近來自哥倫比亞大學與美國阿貢國家實驗室的研究人員合作,開發出更高性能的 PDRC 多孔聚合物塗料。團隊採用高度耐用的 PVDF-HFP 聚合物,首先研究人員將水加入丙酮溶液中,接著塗覆在表面時丙酮迅速蒸發、聚合物與水分離,最後水也蒸發,只留下如海綿般的奈米級孔隙,可反射高達 96~99% 太陽光(包括紫外光、可見光和近紅外光),且製造方法非常簡單,大規模生產應用可能相對容易且便宜。

這種塗料在陽光充足的氣候條件下效果最佳,團隊實驗結果顯示,在亞利桑那州沙漠​​中可以將房屋內溫度降得比環境還要低 6℃,在孟加拉等容易產生霧氣的熱帶國家,也能將溫度降低 3℃。

這意味新塗料可廣泛應用在不同氣候屬性的地區,就算在南亞或非洲等資源較貧乏落後的農村地區,也可以選擇使用這類便宜塗料來舒緩房屋熱氣;若從應用面來看,除了建築物屋頂、牆壁外,也能塗覆在水箱、車頂,有效地將熱量反射回天空。新論文發表在《科學》期刊。

(首圖來源:哥倫比亞大學

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