理大推動綠色技術研發實現碳中和 輻射製冷塗層助建築物節能降溫
發佈時間：09:45 2025-01-21
氣候變化和高碳排放量是世界正面對的迫切問題，在推動碳中和一事上，各國政府及機構責無旁貸，紛紛制定碳中和目標。香港作為中國的國際城市，特區政府亦力爭2050年前實現碳中和。為了達致校園碳中和，支持香港2050年實踐碳中和目標，香港理工大學（理大）多管齊下；從教育、科研以至政策研究層面，推動碳中和落地。
理大制定了明確的碳中和路線圖，定下2028年和2033年短期和中期目標。2045年全面實現碳中和範圍1（直接排放）和範圍2（間接排放）目標，部署範圍3碳中和，蒐集數據推動相關科研，減少隱含的碳排放。範圍1屬於直接排放，包括機構擁有或控制來源產生直接溫室氣體排放；範圍2則是間接能源排放；包括電力、熱能、冷凍及蒸氣所引致溫室排放；範圍3則是機構外發生所有其他間接溫室氣體排放。
理大副校長（研究及創新）趙汝恒教授指出︰「為實現碳中和目標，理大在2022年成立了『校園碳中和委員會』，負責策略規劃、制訂、實施、監測和審查校園的碳中和路線圖和行動計劃，資助校內有潛力的科研落地，並以校園作為場景採用嶄新技術，其中包括有助建築物節能降溫的輻射製冷塗層，項目將會在現時興建中的九龍塘學生宿舍應用，蒐集數據作科研教學的同時，驗證嶄新能源減排和綠色技術成效，向業界示範以加快轉化。」
塗層降溫 雙面光伏增發電量
事實上，香港逾六成碳排放來自建築物，不少建築物料如混凝土和鋼鐵建材在夏天陽光猛烈的情況下，吸收大量熱力後造成熱島效應。有見及此，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，成功開發一款環保輻射製冷納米塗層，能應用於建築物天台和外牆等，並根據環境溫度或光照條件變化，自動調整吸收太陽輻射和熱輻射的發射特性，應對建材造成的熱島效應。研究團隊已獲得理大碳中和科研基金支持，將這種新型光致發光輻射製冷納米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，使建築物由能源消耗者轉變為能源收集者。
團隊開發了一款以「碳量子點」（Carbon Dots）驅動的光致發光（Photoluminescence, PL）輻射製冷納米塗層，增強陽光吸收和轉化效率。「通過光致發光，紫外光可轉化為可見光，有助光伏板吸收利用，提高光伏轉換效率。如配合雙面光伏板，將可以充份利用反射光，大大增加發電量。例如在相同光照條件下，可見光經塗層反射至背面的光伏板，整體較傳統單面光伏板多五成發電量之餘，一般光伏板在高溫下，發電量會隨之降低，但塗層則有漫反射特點，可以避免光伏板局部溫度過高而影響效能的問題。
呂琳教授亦指出︰「相較於傳統的輻射製冷塗層，輻射製冷納米塗層在日間有效太陽能反射率，從92.5%提高至95%，冷卻效果高一至二成；混凝土表面降溫效果，可高達攝氏25度。此外，輻射製冷納米塗層屬於環保水溶性材料，零VOC排放，全無公害，可製成多種顏色，靈活配合建築物的天台和外牆等施工，應用潛力極高。」
研究團隊計劃在興建中的理大九龍塘學生宿舍天台安裝雙面光伏板，並在光伏板下的天台地面上髹上塗層，進一步提高太陽能反射到光伏板的比率，藉此提高發電量，並為建築物降溫。團隊預期，這個太陽能光伏新系統與沒有塗層的傳統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%。新宿舍天台可安裝雙面太陽能光伏板的面積約600平方米，以此為例，預計可產生97,000千瓦小時電量，每年節省逾港幣12萬元電費。研究團隊亦會透過監察系統收集實時數據供日後分析和效能評估，以便日後用於教學科研和轉化為實際應用，從而改善生活環境，譜寫宜居未來。
