Cat ultra-putih: Cara mampan untuk menyejukkan rumah

• Pengarang
• Nama pengarang

  Quantumrun Foresight
• November 3, 2022

Ringkasan cerapan

Salah satu kesan perubahan iklim yang paling teruk ialah pemanasan global, yang membawa kepada gelombang haba dan peningkatan permintaan untuk penghawa dingin pemancar karbon. Walau bagaimanapun, sekumpulan penyelidik telah menemui cat putih penyejuk yang mungkin lebih berkesan untuk menyejukkan keseluruhan struktur. Implikasi jangka panjang penemuan ini mungkin termasuk peningkatan penyelidikan untuk menyejukkan inovasi dan kerajaan mewajibkan bangunan yang lebih baharu untuk menggunakan ciri mesra alam sekitar.

Konteks cat ultra-putih

Pemanasan global berlaku apabila karbon dioksida dan bahan pencemar udara lain terkumpul di atmosfera dan menyerap cahaya matahari dan sinaran suria yang memasuki permukaan Bumi. Biasanya, sinaran akan terlepas ke angkasa, tetapi bahan pencemar ini mungkin berlarutan selama berabad-abad, memerangkap haba dan menjadikan planet lebih panas. Sejak Revolusi Perindustrian, suhu purata global telah meningkat kira-kira 1 darjah Celsius (atau 2 darjah Fahrenheit).

Dari permulaan penyimpanan rekod yang tepat pada tahun 1880 hingga 1980, suhu purata global meningkat sebanyak 0.07 darjah Celsius (0.13 darjah Fahrenheit) setiap dekad. Walau bagaimanapun, sejak 1981, kadar ini telah meningkat lebih daripada dua kali ganda. Secara purata, suhu global meningkat sebanyak 0.18 darjah Celsius (0.32 darjah Fahrenheit) setiap dekad. 

Selain daripada mengehadkan penggunaan bahan api fosil, syarikat sedang meneroka cara yang lebih praktikal untuk mengatasi pemanasan global, contohnya, menggunakan cat pada bangunan. Cat putih yang memantulkan haba biasanya terdiri daripada titanium dioksida, yang memantulkan panjang gelombang cahaya tertentu tetapi tidak menyekat sinaran ultraungu (UV) matahari; jurang ini membolehkan permukaan menjadi panas. 

Sejak 2015, penyelidik Universiti Purdue telah bekerja dengan bahan yang boleh memantulkan sinaran UV matahari dan bukannya cuba menambah baik jenis cat sedia ada yang hanya menyerap sinaran. Pasukan itu mencuba kira-kira 100 bahan yang berbeza, akhirnya memutuskan barium sulfat. Komponen ini ialah bahan pemantul UV yang diiktiraf digunakan dalam kosmetik, kertas foto reflektif, cat minyak, pemeriksaan sinar-x dan aplikasi lain. 

Kesan yang mengganggu

Pada tahun 2020, jurutera mekanikal Universiti Purdue mengumumkan bahawa mereka telah berjaya mencipta cat paling putih yang wujud. Kumpulan itu menghasilkan cat ultra-putih yang memantulkan sehingga 98.1 peratus cahaya matahari dan pada masa yang sama memancarkan haba inframerah dari permukaan. Pasukan berharap agar menyalut bangunan dengan cat ini suatu hari nanti dapat menyejukkannya dengan cukup untuk mengurangkan keperluan untuk penghawa dingin.

Menurut profesor kejuruteraan mekanikal Xiulin Ruan, cat ultra-putih boleh mencapai kuasa penyejukan 10 kilowatt jika dicat pada kawasan bumbung kira-kira 1,000 kaki persegi. Angka-angka ini adalah lebih daripada apa yang boleh disediakan oleh unit penyaman udara purata. 

Dua ciri utama cat ultra-putih ialah kepekatan tinggi barium sulfat dan proses pengeluarannya. Keputihan cat juga menunjukkan bahawa ia adalah yang paling keren, menurut peralatan bacaan suhu ketepatan tinggi termokopel. Para penyelidik menguji di luar pada waktu malam dan mendapati bahawa cat boleh mengekalkan permukaan -7 darjah Celsius (19 darjah Fahrenheit) lebih sejuk daripada persekitaran ambien mereka. Sebagai perbandingan, kebanyakan cat putih komersial yang tersedia menjadi lebih panas dan bukannya lebih sejuk. Cat putih komersial direka untuk menolak haba, hanya memantulkan 80 hingga 90 peratus cahaya matahari, dan tidak boleh menjadikan permukaan lebih sejuk daripada persekitarannya.

Implikasi cat ultra-putih

Implikasi yang lebih luas daripada cat ultra-putih mungkin termasuk: 

• Industri pengangkutan dan logistik menggunakan cat ultra-putih untuk menyejukkan armada kenderaan, termasuk kereta, bas, kereta api, kapal dan kapal terbang.
• Kerajaan yang mewajibkan bangunan baharu menggunakan cat ultra-putih untuk membantu menyejukkan bandar dan pusat bandar.
• Pengkomersilan cat ultra-putih, membawa kepada syarikat yang berbeza merumuskan versi produk lain, yang boleh meningkatkan pilihan pengguna dan menurunkan harga.
• Pengeluar cat ultra-putih dan panel solar bekerjasama untuk menawarkan tawaran pakej untuk pemilik rumah kerana panel solar berfungsi paling baik dalam suhu yang lebih rendah.
• Mengurangkan pengeluaran unit penyaman udara untuk negara dengan iklim yang lebih sejuk. Walau bagaimanapun, penghawa dingin mungkin masih mengalami permintaan tinggi untuk lokasi berhampiran khatulistiwa.
• Pemaju hartanah kediaman dan komersial menggabungkan cat ultra-putih ke dalam reka bentuk bangunan, meningkatkan kecekapan tenaga dan mengurangkan pergantungan pada sistem penyejukan buatan.
• Pengeluar cat menghadapi perubahan dalam dinamik rantaian bekalan, apabila permintaan untuk bahan cat ultra-putih melonjak, memberi kesan kepada pasaran bahan mentah global.
• Perancang bandar menyepadukan cat ultra-putih dalam projek infrastruktur awam untuk mengurangkan kesan pulau haba, yang membawa kepada keadaan iklim bandar yang lebih baik.

Soalan yang perlu dipertimbangkan

• Bagaimana lagi cat ultra-putih boleh digunakan selain daripada membina infrastruktur dan pengangkutan? 
• Bagaimana lagi cat ultra-putih boleh menggalakkan penyelidik untuk membangunkan bahan yang memerangi pemanasan global?