理大推动绿色技术研发实现碳中和 辐射制冷涂层助建筑物节能降温
发布时间：09:45 2025-01-21 HKT
气候变化和高碳排放量是世界正面对的迫切问题，在推动碳中和一事上，各国政府及机构责无旁贷，纷纷制定碳中和目标。香港作为中国的国际城市，特区政府亦力争2050年前实现碳中和。为了达致校园碳中和，支持香港2050年实践碳中和目标，香港理工大学（理大）多管齐下；从教育、科研以至政策研究层面，推动碳中和落地。
理大制定了明确的碳中和路线图，定下2028年和2033年短期和中期目标。2045年全面实现碳中和范围1（直接排放）和范围2（间接排放）目标，部署范围3碳中和，搜集数据推动相关科研，减少隐含的碳排放。范围1属于直接排放，包括机构拥有或控制来源产生直接温室气体排放；范围2则是间接能源排放；包括电力、热能、冷冻及蒸气所引致温室排放；范围3则是机构外发生所有其他间接温室气体排放。
理大副校长（研究及创新）赵汝恒教授指出︰「为实现碳中和目标，理大在2022年成立了『校园碳中和委员会』，负责策略规划、制订、实施、监测和审查校园的碳中和路线图和行动计划，资助校内有潜力的科研落地，并以校园作为场景采用崭新技术，其中包括有助建筑物节能降温的辐射制冷涂层，项目将会在现时兴建中的九龙塘学生宿舍应用，搜集数据作科研教学的同时，验证崭新能源减排和绿色技术成效，向业界示范以加快转化。」
涂层降温 双面光伏增发电量
事实上，香港逾六成碳排放来自建筑物，不少建筑物料如混凝土和钢铁建材在夏天阳光猛烈的情况下，吸收大量热力后造成热岛效应。有见及此，理大建筑环境及能源工程学系教授吕琳教授带领研究团队，成功开发一款环保辐射制冷纳米涂层，能应用于建筑物天台和外墙等，并根据环境温度或光照条件变化，自动调整吸收太阳辐射和热辐射的发射特性，应对建材造成的热岛效应。研究团队已获得理大碳中和科研基金支持，将这种新型光致发光辐射制冷纳米涂层与双面太阳能光伏板结合，实现协同增强的热管理和发电，使建筑物由能源消耗者转变为能源收集者。
团队开发了一款以「碳量子点」（Carbon Dots）驱动的光致发光（Photoluminescence, PL）辐射制冷纳米涂层，增强阳光吸收和转化效率。「通过光致发光，紫外光可转化为可见光，有助光伏板吸收利用，提高光伏转换效率。如配合双面光伏板，将可以充份利用反射光，大大增加发电量。例如在相同光照条件下，可见光经涂层反射至背面的光伏板，整体较传统单面光伏板多五成发电量之余，一般光伏板在高温下，发电量会随之降低，但涂层则有漫反射特点，可以避免光伏板局部温度过高而影响效能的问题。
吕琳教授亦指出︰「相较于传统的辐射制冷涂层，辐射制冷纳米涂层在日间有效太阳能反射率，从92.5%提高至95%，冷却效果高一至二成；混凝土表面降温效果，可高达摄氏25度。此外，辐射制冷纳米涂层属于环保水溶性材料，零VOC排放，全无公害，可制成多种颜色，灵活配合建筑物的天台和外墙等施工，应用潜力极高。」
研究团队计划在兴建中的理大九龙塘学生宿舍天台安装双面光伏板，并在光伏板下的天台地面上髹上涂层，进一步提高太阳能反射到光伏板的比率，借此提高发电量，并为建筑物降温。团队预期，这个太阳能光伏新系统与没有涂层的传统单面太阳能光伏板相比，发电量可提高30%至50%，碳排放减少30%。新宿舍天台可安装双面太阳能光伏板的面积约600平方米，以此为例，预计可产生97,000千瓦小时电量，每年节省逾港币12万元电费。研究团队亦会透过监察系统收集实时数据供日后分析和效能评估，以便日后用于教学科研和转化为实际应用，从而改善生活环境，谱写宜居未来。
