1. 痛點問題
全球變暖帶來的溫度上升引發了人們對制冷的巨大需求,然而傳統的制冷技術(例如空調等)消耗了全球約10%的電量,進一步加劇了溫室氣體的排放,因此,亟需一種低能耗的制冷技術。日間輻射制冷,是一種利用外太空作為冷槽,通過“大氣窗口”向外發射熱量;同時反射太陽光避免能量吸收的無源制冷技術,其可在不消耗任何能源的情況下實現大幅度亞環境降溫(即低于環境溫度)。日間輻射制冷涂料,由于其生產工藝成熟,生產成本可控,被認為是實現大規模制備與應用的重要材料之一。為了實現長期高效制冷,日間輻射制冷涂料需要滿足兩個基本條件:一是較高的輻射制冷功率(即高的太陽光反射率與中遠紅外發射率);二是長期穩定的耐候性(抗紫外老化能力、抗污性、防水性等)。雨水,是影響日間輻射制冷涂料性能的重要因素,雨水沖擊會導致涂料機械性能受損,同時在其他自然因素的共同作用下促進涂層老化、變黃、甚至從基底剝離導致涂層失效。而目前日間輻射制冷涂料缺乏抵御雨水的研究。
2. 解決方案
本技術提供了一種高性能的日間輻射制冷涂料,在不消耗任何能源的情況下,能夠把所涂覆表面的溫度比環境溫度降低7℃。同時通過附加功能層的策略賦予了涂料高耐候性,尤其是對長期雨水沖刷的抵御能力,提升其長期高效制冷的能力。涂料能夠在220場連續暴雨的沖刷下保持高的制冷性能,并具有紫外耐候性、不依賴基底性等優異的實用性能,保證涂料在長期使用中持續高效制冷。所構筑的涂料在強烈日光照射下可以實現有效亞環境制冷,顯著高于商業涂料。
圖1 本輻射制冷涂料產品、涂裝樣品與降溫效果
3. 競爭優勢分析
成本優勢分析:篩選了來源廣泛、價格低廉的原料,制備工藝簡單,適合大規模生產制造。
制冷優勢分析:本涂料的太陽光反射率0.96,大氣窗口發射率0.91,可在強烈的日光照射下實現~7 ℃的亞環境溫降。
耐候性優勢:具有良好的耐候性和穩定性。
4. 市場應用前景
隨著全球對節能減排和綠色建筑理念的深入推廣,日間輻射制冷涂料因其優異的制冷效果和節能性能,在建筑、倉儲、石化等多個領域展現出廣泛的應用前景。本技術的目標客戶主要為對制冷有巨大需求,希望通過節能制冷技術節省成本的企業,主要通過售賣所制備成套涂料盈利。
目標市場屬于涂料領域,當前,日間輻射制冷涂料市場正處于快速發展階段,全球市場規模預計已超過20億美元,并以年均超過20%的速度快速增長。
目標行業在技術、市場和政策等方面均展現出較高的成熟度。技術上,國內外科研機構和企業已開發出多種高效、環保的日間輻射制冷涂料產品,并不斷優化其性能;市場上,消費者對綠色節能產品的需求持續增長,為行業提供了廣闊的發展空間;政策上,各國政府紛紛出臺節能減排政策,鼓勵使用節能材料,為日間輻射制冷涂料行業的發展提供了有力的政策保障。
5. 發展規劃
擬通過合作成立公司或技術許可方式開展成果轉化,將本技術應用在外墻、糧倉、化工儲罐、高鐵站房等對制冷具有較大需求的場景中,實現造福國計民生的目的。
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