近日，香港城市大學能源及環境學院曹之胤教授成功研發出一款新型陶瓷形式的被動輻射製冷材料（簡稱：製冷陶瓷），該項研發深度挖掘了被動輻射製冷技術在實際應用上的潛能，將輻射製冷技術從學術研究真正推向規模化的實際應用。

該研究成果以題爲“Hierarchically Structured Passive Radiative Cooling Ceramic with High Solar Reflectivity”的研究文章在國際著名學術期刊Science襍誌 上發表。

作爲全球頂級科研期刊、世界權威學術期刊之一，i2Cool科研團隊的最新研究發表，標誌著製冷陶瓷材料在科學與產業領域具備巨大潛力，爲學術、商業和國際合作帶來廣泛影響。

文章作者，從左至右分別爲：何梓聰、林凱昕、曹之胤、朱毅豪、陳思如

突破傳統瓶頸，爲建築節能帶來新契機！

被動輻射製冷技術，作爲一項綠色環保、零耗能的製冷技術，是近年來備受關注的新興技術。其應用領域廣泛，覆蓋了從戶外設施到建築樓宇等多個領域，並具有廣闊的應用前景。然而，輻射製冷材料的研發難以同時兼顧製冷效率和實用性，這是我們一直想要攻剋的的技術難點。通過我們團隊的共同努力，我們成功地打破了這一僵局，爲製冷領域帶來了重大的飛躍。

提高材料的太陽光反射是研發重點。輻射製冷效果好壞取決於材料表面的兩個光學性能：一個是太陽光波段的反射率，決定了阻絕太陽光熱吸收的能力；另一個是中紅外波段的輻射率，決定了材料透過大氣層向外太空的輻射散熱能力。我們的研究團隊分別分析了材料太陽光波段（0.25-2.5微米）反射率及對中紅外輻射率（8-13微米）製冷功率的影響。研究表明，通過提高太陽光波段反射率所獲取的製冷功率的提升，要遠大於提高中紅外輻射率，而這也成爲了該項研究的突破點，爲實現更高效、更環保的製冷技術提供了新的可能性。

太陽光反射率（左）與中紅外輻射率（右）對製冷功率的影響

*圖片來源於本次發表於《Science》的論文

小生靈帶來的大啓發！破紀錄99.6%的太陽光反射率！

i2Cool研發團隊在大自然中得到了啓發，發現Cyphochilus 這種超白崑蟲，它的身體覆蓋著微小多孔的羢毛，賦予它卓越的可見光反射性能。這啓發了我們，利用散射理論模型，進一步優化了多級多孔結構，使其在全太陽光波段上高效地散射光線。通過相變和高溫燒結的工藝方法，我們成功製備了一種氧化鋁陶瓷材料，即製冷陶瓷。

由於氧化鋁擁有較高太陽光波段折射率，製冷陶瓷可將太陽光的吸收控製在最低限度。同時因爲擁有多級多孔結構，太陽光能夠更有效地發生散射。在雙重因素作用下，製冷陶瓷表現出的99.6% 的太陽光反射率，突破當前輻射製冷領域記錄，且具備96.5%的高中紅外輻射率。在光學性能上，製冷陶瓷已經走在輻射製冷領域前沿。

白色甲蟲Cyphochilus (上) 與製冷陶瓷(下)

*圖片來源於本次發表於《Science》的論文

從學術研究走向實際應用，減少空調能耗達20%以上！

製冷陶瓷能夠保持全天低於環境空氣溫度的製冷效果，即使在正午陽光猛烈的時候，製冷陶瓷仍能保持其表面溫度低於環境空氣溫度超過4攝氏度。

爲騐證製冷陶瓷降低能耗的潛力，研究團隊在香港地區將製冷陶瓷鋪設在建築模型的屋頂上，不開空調的情況下，鋪設製冷陶瓷的建築模型室內溫度最高降幅可達2.5攝氏度。而在開空調的情況下，鋪設製冷陶瓷的建築模型的空調耗能更是減少達20%以上 。

製冷陶瓷在建築模型實地測試結果（左圖）

與全球範圍建築節能模擬結果（右圖）

*圖片來源於本次發表於《Science》的論文

製冷之外，還有超高穩定性！

不僅在製冷方面表現出色，製冷陶瓷還具有強大的機械性能。在高太陽反射率的情況下，製冷陶瓷能夠維持超疏水性，這賦予了製冷陶瓷材料優越的自清潔能力。製冷陶瓷還能夠承受超過1000攝氏度的高溫，並具備滿足建築外牆應用標準的機械強度。

此外，製冷陶瓷由全無機材料製成，解決了含有機聚合物的輻射製冷材料紫外線老化問題。在長達一年的戶外曝光測試中，製冷陶瓷的光學性能並無明顯下降，這意味著製冷陶瓷更加耐用，可以在各種氣候條件下長時間使用。

多種顔色，滿足不同場景需求！

i2Cool研究團隊還研製了不同顔色的製冷陶瓷，進一步拓展了應用的受衆和場景。相比市面上普通的有色瓷磚，有色製冷陶瓷能夠在呈現相同顔色的情況下達到更高的近紅外反射率，從而降低太陽照射下所產生的熱負荷，達到顯著的製冷效果。

白色製冷陶瓷及有色製冷陶瓷

製冷材料的重大飛躍，更是新的起點！

i2Cool團隊的新型製冷陶瓷研究在《Science》正刊亮相，是我們不斷追求科學創新和卓越的結果。我們深知這只是一個新的起點，我們將繼續努力，推動技術的發展，並與全球合作夥伴共同探索更廣闊的應用領域。我們相信，通過我們的不懈努力和持續創新，i2Cool將爲全球製冷領域帶來更多突破性的研發，爲創造更舒適、可持續的未來做出貢獻，讓我們一起見證這一切的到來！

創冷科技 (i2Cool) 是一家由香港城市大學HK Tech 300項目孵化的科技初創公司，團隊成功研發領先全球的零耗能、無需製冷劑的被動式輻射製冷塗料已落地應用。無電製冷塗層是創冷科技首個商業化的產品，於2022年9月正式推出市場。該塗料是以外太空爲製冷源頭，通過高效的太陽反射和中紅外熱輻射實現低於環境溫度的製冷效果。目前無電製冷塗層的應用行業遍布建築、光伏、儲罐、工業製造等多個領域，市場拓展至東南亞、中東、歐美等地，加速節能科技在全球的落地步伐。創冷科技致力於令節能創新科技融入大衆的日常生活，緩解能源短缺，推動可持續發展和經濟增長，邁向碳中和!