環保智能製冷塗料 umicool改變遊戲規則 資料圖片

環保智能製冷塗料 UmiCool改變遊戲規則

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臨近聖誕,近日氣溫才稍為下降,之前天氣一直較為溫暖,每當天氣較熱,不少人都會開冷氣,導致溫室氣體排放上升,形成惡性循環。隨著科技進步,不少專家研究降溫及製冷技術,希望能夠減少使用冷氣,進而減少碳排放,協助香港在2050年達到碳中和。香港理工大學研發出製冷塗層,透過輻射式散熱原理,將熱能排放至外太空,完全毋需耗用能源,將整個遊戲規則改變。

香港理工大學土木及環境工程學系教授戴建國教授曾在日本進行研究,研發防水、防鏽的塗層,後來在2016年開始加入研究節省能源效果的塗層。戴建國教授喜歡在清晨行山,他發現樹葉上的露珠或者霜凍,透過輻射式散熱原理,將熱能散發至外太空。

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(圖片來源:資料圖片)

找到大氣窗口

外太空異常寒冷,而人類活動產生的碳排放,令熱能困在地球,如果能夠將這些熱能排放到外太空,就能夠延緩全球暖化帶來的危機。戴建國教授說:「熱能無法排放至外太空,因為大氣層會將部分紫外線過濾及反射回來,但是大氣層當中有一個大氣窗口,熱能可以從這個位置排放,找到大氣窗口便是關鍵所在。」戴建國教授的研究建基於輻射式散熱,可以散射太陽光,將吸收的紫外線轉化為螢光發射,並通過紅外輻射的方式,將物體表面的熱能透過波長散發,對準合適的頻率,釋放到寒冷太空。戴建國教授與香港理工大學的物理學系教授,以及兩名博士學生,進行跨學科研究,最終研發出專利配方。在這之前,美國已有專家研究類似的技術,但是第一代技術使用銀及納米材料,但是由於使用貴金屬,成本非常高昂。

「我們希望能夠將技術普及,所以使用有機材料,以及不同功能性填料,達到反射率高,但是吸收率低的效果。」戴建國教授的研究具有多個優點,首先是多重散射,紫外光能慢慢進來,然後再慢慢出去,故塗層呈現淡黃色,不會讓人看起來感到刺眼。其次是螢光效應,如果塗層要有顏色,需要吸收不同顏色的紫外線,過程會產生熱能,但是戴建國教授的研究具有降溫效果之餘,同時能夠呈現不同顏色,現時已經取得美國專利。第三是超寬帶紅外輻射,能夠降低日夜之間的溫差,成為智慧型空調,白天可為建築物,或在陽光直射下變得過熱的物體降溫,而毋須消耗電力。至於夜晚,由於沒有陽光,節能效果自然較低,實現白天增強但夜間抑製的致冷效果。

「一般的塗層,只能夠做到降低表面的溫度,但是我們的技術,同時能夠令室內氣溫降低,而不消耗任何電力,所以是名副其實的製冷技術。」空調是一種製冷技術,但是會產生大量碳排放,戴建國教授的研究能夠在沒有產生碳排放的情況下,令室內空間變得涼快。使用空調的話,人們需要驅動儀器,然後才能夠製冷,所以這是主動式的製冷技術;至於戴建國教授的研究,則是被動式製冷技術,只是使用塗料,便能夠令室內氣溫下降。總括而言,戴建國教授及團隊研發出環保、具自清潔功能,效用持久而低成本的零耗電環保製冷(SSRC)塗層,減輕空調的電力需求及對環境的負面影響,廣泛應用有助緩解全球暖化和城市熱島效應。戴建國教授希望能夠將技術應用到不同層面,在朋友的介紹之下,結識蘇衍駿(Edward),後者一直做生意,有助將學術研究轉化為商業應用。

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測試結果正面

Edward說:「我花了兩個星期,向戴建國教授及其團隊了解他們的技術,覺得這種技術能夠造福人群,所以在2021年與戴建國教授成立團隊,參加創業比賽,並且獲得獎項,獲得起動資金,因而成立旭美綠能科技有限公司(UmiCool),發展相關業務。」UmiCool先後獲得第7屆「創青春」粵港澳大灣區青年創新創業大賽⸺優勝獎(2021年)、第7屆香港大學生創新及創業大賽⸺二等獎(2021年)。UmiCool在香港、北京、珠海及清遠等地實際應用相關的環保製冷塗層,進行中期測試,結果證明產品的降溫及製冷效果。較早前,UmiCool與民政事務處合作,為薄扶林村15間寮屋的鋅鐵物料屋頂髹上UmiCool塗層,在酷熱天氣為居民降溫,減少冷氣使用量和碳排放量,獲得本地主要媒體報道。此外,UmiCool同時與機電工程署及土木工程署合作,為他們位於東涌及梅窩的辦公室髹上塗層,以其達到降溫、製冷及節能效果。UmiCool在瑞士日內瓦「國際發明展」2021年及2022年獲得金獎。

塗料的效能主要視乎光線的反射率,以及熱能的發射率,UmiCool的有機塗料反射率達93.4%,發射率達95% ;無機塗料的反射率達97% ,而發射率亦達95%以上。塗層的價格每公斤200元 ,每公斤塗料可以覆蓋一至二平方米的空間,價格較一般塗料高約三成。「若果只計算經濟效益的話,使用我們的塗料,大約一年半便能夠回本,還未計及附帶的環境效益。」本港建築物的能源消耗佔整體九成,其中三成來自使用空調,而且建築物都在老化, 每三年便會增加一倍,這些建築物需要維護,高效能的塗料有助減少能源消耗。

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完成天使輪融資

現時建築物使用的塗層全部都是有機,其實就是石油的副產品,有機物質在陽光照射之下容易老化;加上易燃,並不適合香港人口密集的環境。戴建國教授的團隊正在開發無機的塗層,使用零碳水泥做原料,即是污泥、燒灰等無用材料,再加工生產,無機塗層經已在實驗室試驗成功。Edward說:「UmiCool在2021年底成立,以兩個創業比賽獲得的獎金作為起動資金,其後與政府合作推行測試項目,亦有一定收入,最近我們完成了數百萬元的天使輪融資。」UmiCool定下了2024年的發展目標,預期生意額可達400萬元,屆時可以開始A輪融資,目標是吸納1,000萬元以內的資金。現時UmiCool的團隊共有10名員工,UmiCool落戶佛山,並且在清遠進行生產;香港則作為研發基地。UmiCool正在申請大學教育資助委員會的協作研究金(CRF),進一步開發不同的產品,倘若香港能夠大面積使用他們的產品,便能夠積極地向碳中和進發。

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拓闊應用層面

UmiCool亦有研發玻璃塗層,但是效果呈現淺藍色,應用於玻璃幕牆的話,有色的塗層容易影響視野,所以UmiCool研發出透明的玻璃薄膜,具有86%的透光度,只要貼在玻璃幕牆的表面便可以。UmiCool的製冷塗層還能夠應用到更多方面,例如包括住宅大廈、商業建築物、組裝式住宅和別墅等;此外,還可以應用於道路、汽車、油罐、水箱、太陽能板、戶外設備等基礎設施;衣物、帽子、雨傘、窗簾等紡織產品。團隊亦著手研發人造顆粒骨料技術和路面輻射冷卻(CoolMud),能夠應用於路面的赤泥塗料。UmiCool最近參加科學園舉行的創新科技嘉年華,向公眾介紹科研成果,讓更多人了解本港的科研成就。

撰文:經一編輯部圖片來源:資料圖片