全球变暖和能源转型压力叠加的背景下,传统制冷方式正面临更高的能耗与减排约束。国际能源署数据显示,全球建筑制冷用电量已占电力总消耗的10%,并以每年约5%的速度增长。在此情形下,南京科研团队提出的无电制冷技术,为降低制冷能耗提供了新的思路。 该技术的关键在于利用自然物理机制实现被动散热。研究团队负责人介绍,其原理主要包括三上:一是利用大气窗口对8-13微米红外辐射的透射特性,通过特定材料将热量以辐射形式向外太空释放;二是采用多层复合微纳结构,使材料对太阳光谱(0.3-2.5微米)的反射率超过98%,减少太阳辐射带来的热输入;三是结合疏水处理与空气夹层设计,构建复合散热体系。通过这套组合方案,材料晴天条件下可实现持续降温,温度可比环境低5-8℃。 相比传统压缩机制冷,这种新型制冷膜在能耗、环保和运维上更具优势:能耗上可实现无需用电,按测算单平方米材料年均可节约300-500度电;环保方面不使用氟利昂等制冷剂,按每万平方米计算年减排量约相当于种植500棵乔木;经济性方面,初步估算材料寿命可达10年以上,维护成本较传统空调系统可降低60%以上。 目前该技术正进入应用转化的关键阶段。在南京江北新区的示范项目中,2000平方米试验建筑屋顶铺设材料后,夏季空调能耗降低42%。研究团队也在与纺织企业合作开发智能降温服装,原型样品可使体感温度下降3-5℃。在光伏领域,涉及的联合攻关已启动,计划用于组件散热,预计可将发电效率提升15%-20%。 不过,技术走向规模化仍需跨过多道门槛。专家指出,在高湿度环境下冷却效果衰减、规模化生产的工艺一致性控制、长期耐久性验证等问题仍待继续解决。为此,研发团队已联合中科院等机构建立产学研联盟,计划在三年内完成热带气候适应性改良,并推进自动化产线建设。国家发改委相关人士表示,该技术已纳入《绿色低碳先进技术推广目录》,未来有望在新型城镇化建设及“一带一路”相关项目中扩大应用。
以材料创新实现“少用电甚至不用电的降温”,反映了从单纯增加能源供给转向提高需求侧效率的路径。无电制冷膜的实践表明,应对高温不只依靠更大的电力供给和更强的制冷设备,也需要通过科技提升城市与产业的“被动降温能力”。随着关键材料、工程工艺与应用标准逐步完善,这类技术有望在更大范围内为节能降碳提供可验证、可复制的支撑。