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人类科学史上首次!成功实现零能耗被动辐射制冷
发布日期: 2022-07-08 13:54:13 来源: 科技日报

建筑物夏季空调制冷能耗约占全球总能耗的15%。直到2014年,斯坦福大学的研究人员利用昂贵复杂的纳米光子镀银辐射制冷器,从实验层面成功实现了阳光直射下表面温度低于环境气温的零能耗被动辐射制冷,为人类科学史上首次。

如何将这种实验层面的技术应用于工业实践,并简化为易于生产和应用的材料,使大量建筑物减少夏季巨量空调制冷用电?2021年,中国建筑集团有限公司(以下简称中国建筑)研发出的环保涂料实现了这个目标。

“近年来,中国建筑纵深推进新一轮科技体制改革,加强科技治理体系和能力建设,研发投入年增速保持30%。”中国建筑科技与设计管理部总经理江建端7月5日在接受科技日报记者采访时表示,在新科技体制环境下,青年科技团队快速研发出这款世界首创环保涂料,并持续将这一技术迭代升级。

建立国内一流实验室和科研团队

位于成都的中国建筑西南设计研究院内,中国建筑西南设计研究院建筑新技术新材料创新孵化中心总工程师张卫东带领团队6名成员,正在实验室监测着环保新涂料的各项试验数据。

为贯彻落实国家“双碳”发展战略,中国建筑于“十四五”期间提出“绿色建筑”的企业发展理念。

“我们特地引进张卫东博士,授权其自主组建研发团队,以绿色产业化为主旨,根据市场需求自行确定研究方向,并以前所未有的资金力度,支持其建立起国内一流的实验室和科研团队。”江建端说,为加快科研成果的产业化进程,充分利用设计院的前端优势,集团同意张卫东研发团队意见,将实验室整体前移至中国建筑西南设计研究院,并持续予以雄厚的资金和政策支持。

2018年,在国家自然科学基金支持下,张卫东团队在实验室启动了零能耗自清洁日间被动辐射制冷涂料的科研攻关。

宽松而良好的科研环境,极大地激发起张卫东团队的创新热情。

基于扎实的专业知识,研究团队大胆尝试,经历无数次失败后,仅用3年时间,于2021年成功研发出“零能耗自清洁被动辐射制冷涂层”,可反射98.6%太阳热,还能自清洁,为世界首创。“根据不同基材和气候带,新涂料在夏季可为建筑物节约空调制冷能耗40%—71%。”张卫东说,与采用辐射功能的制冷镀银材料相比,每平方米成本下降63%。

原创性研制彩色日间被动辐射制冷涂料

“迄今为止,所有的日间辐射制冷材料均为炫目的白色,给人带来不同程度的光污染。”张卫东说,如果仅有单一的白色涂层,应用前景极其有限。

研发团队大胆提出创新理论,升级研究出一项世界原创技术,即彩色日间被动辐射制冷涂料,解开了表面