Ứng dụng sơn phản xạ nhiệt Mặt trời cho bề mặt ngoài các công trình xây dựng, các bồn bể chứa nhiên liệu/hóa chất lỏng dễ bay hơi là một giải pháp hiệu quả.
Chống nóng cho công trình
Các nhà khoa học Viện Kỹ thuật nhiệt đới, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam vừa chế tạo thành công sơn phản xạ nhiệt hiệu năng cao bằng vật liệu nano, đem lại hiệu quả rất lớn sau quá trình thử nghiệm.
Theo PGS Lê Trọng Lư, chủ nhiệm đề tài, Việt Nam có lãnh thổ hoàn toàn trong vùng nhiệt đới. Tổng lượng bức xạ trung bình hàng năm cao (khoảng 120 kcal/cm2/năm).
Thời tiết nắng nóng vào mùa Hè (cường độ bức xạ trực tiếp có thể đạt cực đại 0,6 kcal/cm2/ngày vào các tháng 6 và 8 ở miền Bắc và các tháng 4 - 5, 8 - 9 ở miền Nam) gây tác động tiêu cực rất lớn, gây ra hiệu ứng đảo nhiệt nóng bức ở các thành phố lớn như Hà Nội, TPHCM… tiêu tốn nhiều năng lượng bởi các thiết bị làm mát, làm cho tình trạng thiếu điện càng trở nên nghiêm trọng hơn, ngành xăng dầu bị thiệt hại lớn bởi thất thoát do bay hơi.
Nhận thức được tính cấp thiết và nghiêm trọng của vấn đề, từ những năm 90 của thế kỷ trước, nhóm nghiên cứu tại Viện Kỹ thuật nhiệt đới - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tập trung nghiên cứu phát triển sơn phản xạ nhiệt Mặt trời ứng dụng chống nóng cho các bồn bể chứa xăng dầu.
Lớp phủ phản xạ nhiệt Mặt trời hoạt động theo nguyên lý phản xạ khuếch tán. Phản xạ này xảy ra khi bức xạ tia tới xâm nhập vào bột và phản xạ bởi các biên hạt của các hạt phản xạ.
Độ phản xạ khuếch tán phụ thuộc vào hình dạng, kích thước hạt và khi kích thước hạt giảm, số lượng các tia phản xạ tại các ranh giới hạt sẽ tăng lên. Do đó, độ thâm nhập sâu của ánh sáng tia tới giảm dẫn đến giảm sự hấp thụ và tăng sự phản xạ. Kết quả là sẽ giảm trong phần hấp thụ và tăng phần phản xạ của ánh sáng.
Các vật liệu phản xạ khuếch tán cao thường là các kim loại tinh khiết như nhôm (Al), bạc (Ag) và đồng (Cu); Kim loại có lớp phủ trên bề mặt như AgS trên Ag; Các oxit kim loại CeO2, TiO2, MgO, Al2O3, and ZnO; Các cấu trúc nhiều lớp: TiO2/Au/TiO2; bột Silicon và các hạt cầu trung gian được phủ kim loại…
Tiếp thu và kế thừa những thành tựu khoa học tiên tiến trên thế giới nói chung và của Viện Kỹ thuật nhiệt đới nói riêng, được sự ủng hộ mạnh mẽ của Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam thông qua các đề tài nghiên cứu và phát triển công nghệ, công nghệ sơn phản xạ nhiệt Mặt trời tại Viện Kỹ thuật nhiệt đới đã được phát triển, liên tục được hoàn thiện và nâng cao chất lượng, trong đó tập trung cho 2 nhóm tiêu chí chính là hiệu quả phản xạ nhiệt và độ bền thời tiết.
Có thể làm giảm tới 19 độ C
Hiện tại, Viện Kỹ thuật nhiệt đới đã hoàn toàn làm chủ công nghệ chế tạo các phụ gia phản xạ nhiệt trên cơ sở vật liệu kích thước nano và ứng dụng chúng trong chế tạo sơn phản xạ nhiệt Mặt trời hiệu quả cao.
Sản phẩm sơn phản xạ nhiệt Mặt trời do Viện chế tạo đáp ứng hoàn toàn các tiêu chuẩn kỹ thuật khắt khe của nước ngoài và tương đương các sản phẩm nhập ngoại nhưng có hiệu quả kinh tế cao hơn đã được áp dụng tại các công trình dân dụng và quốc phòng (mái nhà xây dựng, bồn bể chứa xăng dầu, tàu cá...).
Với cấu trúc bao gồm các hạt nano phản xạ nhiệt cao phân tán xen kẽ giữa các hạt micro tạo nên cấu trúc chặt khít trong nền polymer trong suốt, lớp phủ có độ phản xạ trong vùng hồng ngoại gần cao, do đó khi sử dụng sơn phản xạ nhiệt nano nhiệt độ bề mặt bồn thép có thể giảm tới 10 - 19 độ C và nhiệt độ trong bể khoảng 8 - 15 độ C so với sử dụng sơn thông thường. Ngoài ra, độ bền thời tiết của sơn nano cao hơn 1.500 giờ thử nghiệm gia tốc thời tiết.
Các sản phẩm sơn phản xạ nhiệt Mặt trời của Viện Kỹ thuật nhiệt đới (ký hiệu ITT) đã được 1 trong 5 công ty lớn nhất về sơn của Nhật Bản thử nghiệm và đánh giá chất lượng theo tiêu chuẩn Nhật Bản JIS K 5675.
Kết quả phân tích cho thấy, các mẫu sơn phản xạ nhiệt Mặt trời phát triển bởi Viện Kỹ thuật nhiệt đới có độ phản xạ nhiệt cao hơn nhiều so với các loại sơn phản xạ nhiệt Mặt trời thương mại trong nước và quốc tế.
Theo nhóm nghiên cứu, ứng dụng sơn phản xạ nhiệt Mặt trời thích hợp cho bề mặt ngoài các công trình xây dựng, các bồn bể chứa nhiên liệu/hóa chất lỏng dễ bay hơi là một giải pháp hiệu quả và chi phí thấp để chống lại hiệu ứng đảo nhiệt đô thị; có thể tiết kiệm tới 40% năng lượng tiêu thụ bởi thiết bị làm mát; chống thất thoát nhiên liệu/ hóa chất dễ bay hơi góp phần đảm bảo an ninh năng lượng, ngăn chặn biến đổi khí hậu, góp phần phát triển bền vững, hướng tới mục tiêu mà Việt Nam đã cam kết tại Hội nghị Thượng đỉnh về biến đổi khí hậu của Liên Hợp Quốc (COP26).
Hiện ở Việt Nam, nghiên cứu về sơn bức xạ được một số đơn vị thực hiện và thử nghiệm thành công. Việc vượt qua các tiêu chuẩn khắt khe của Nhật Bản và thử nghiệm thành công ở nhiều điều kiện khác nhau của sản phẩm sơn bức xạ này thể hiện tính ưu việt của nghiên cứu và mở ra tiềm năng ứng dụng rộng rãi để tiết kiệm năng lượng, bảo vệ môi trường trong tương lai.
