今年,是我国提出“双碳”目标五周年。无论是全国加力扩围实施“两新”政策(大规模设备更新和消费品以旧换新),还是不久前举行的彰显“绿色办赛”理念的哈尔滨亚冬会‌,都在推动节能产品、低碳观念融入人们的日常。

新华日报·交汇点记者近日采访发现,一些“小而美”的科技创新,以新材料、新技术,从细微处为“绿色生活”助力增色,生成一幅幅生动的低碳图景。

一张薄膜五秒速热

“通电5秒钟就发热,就算戳破了也不影响使用。”在苏州工业园区纳米城,苏州汉纳材料科技有限公司的展厅内,工作人员当着记者的面在一张通电的发热膜上戳了一个孔,随后把手掌按在孔上,“这里的电压只有5伏左右,安全的。”


这张发热膜像略微加厚的黑色胶片,内部是均匀铺开的碳纳米管。该公司创始人陈新江博士介绍,碳纳米管是一种纳米碳材料,由单层或者多层石墨烯卷曲而成的无缝中空管状结构,具有高导电、高导热、高稳定性的特点。一张巴掌大小、厚度仅10微米的发热膜,里面就有近百亿根碳纳米管。通电后,碳纳米管的碳原子在电场作用下摩擦震动,产生热量并以远红外线的形式向外释放。

碳纳米管发热膜,如今已经用于生产地暖、墙暖、加热垫、电炕板等取暖产品。

该公司自主研发的“碳纳米管面热源”技术,使发热膜整面均匀发热,实现99.19%的电热转换效率、85.90%的远红外线发射效率。通俗地说,就是电能几乎全转成了热能,而绝大部分热能通过远红外线辐射出去。同时,这种热量传导方式使得热量被“锁定”在靠近地面、墙面的范围,即人体的活动范围内,进一步实现高效节能的效果。配合智能温控系统,采用这种发热膜的地暖、墙暖可以随用随开,用户无需长时间等待升温。

“超稳定水性聚合物PTC”技术,为发热膜增加了“自限温”能力,避免物体覆盖取暖产品导致局部过热的安全隐患。这项技术历经6年攻关,终于在去年取得圆满成果。陈新江特别提到,江苏省科技成果转化专项资金为研发提供了很大支持。

目前,该公司已取得60项国内外专利,还获苏州市科技局批复,挂牌“苏州市纳米碳材料工程技术研发中心”。这里的研发人员,将继续推动纳米科技走出实验室,服务千家万户。

“光控大脑”开合窗帘

窗外一片天,也成为“节能文章”的落笔之处。


一种贴在窗玻璃上、手掌大小的盒子——全天候恒光器,集成了仿人眼相机模块和高精度光线追踪技术,可方便精准控制卷帘、百叶窗等多种遮阳装置,阻挡过多的阳光直射,保证室内光线充足不刺眼,既节省照明能耗,也有效降低制冷、制热能耗。

这种全天候恒光控制器,由“科技型中小企业”无锡熹兆智能科技有限公司研制。该公司创始人吴宇杰博士介绍,恒光控制器用摄像头高动态地监测包括太阳角度、天空亮度、云层分布、地面反射光等因素的室外光线变化,同时用算法计算室内光线的变化,从而精准控制窗帘的位置、角度。

恒光控制器要搭配电动窗帘使用。用户在恒光控制器的APP上做个性化设置——输入房型、窗户大小、用户活动区域与窗帘的距离等,由控制器适配参数,开启“全自动感光控制窗帘”模式,也可关闭此模式,根据个人喜好调节桌面亮度、炫光灵敏度等。

“直接监测室内,会受到室内人员活动的影响,也可能产生隐私问题。所以,我们把向外的摄像头与算法结合起来。” 吴宇杰告诉记者,“玻璃添加涂层也能节能,但需要根据建筑所处纬度、气候环境等定制。恒光控制器有一个‘光控大脑’,在任何城市都是标准化的产品。”

恒光控制器能够控制同一个朝向、横跨30米范围内的窗帘,自身能耗比一个5瓦的灯泡还低。2021年底成立的熹兆智能,专注于打造恒光控制器,取得2项中国发明专利和2项国际专利。2023年,该产品通过智能家居厂商上市销售,去年销售额达到两三百万元。

吴宇杰认为,智能家居市场不断发展,恒光控制器的市场前景较好。下一步,该公司将着力优化人机交互方式,提高产品的可用性。

净化器滤芯寿命长了

净化空气,提高人居环境的健康指数,无疑也是科技助力“绿色生活”的题中之义。


在南京长三角绿色发展研究院有限公司,一项“吸附/催化复合型空气净化技术”,增强了空气净化器滤芯的净化能力,也将滤芯使用寿命由不到一年延长到3年。

副院长邹巍巍介绍,“吸附”指依靠材料来吸附甲醛等有毒有害物质,而“催化”就是通过降低反应所需的活化能,也就是降低发生化学反应的门槛,来加速有害气体的转化,使其变为无害物质。只有“吸附”与“催化”组合起来,才能真正起到去除有害气体的作用。

该技术通过调整滤芯所用复合材料中吸附剂和催化剂的形状、活性组分、孔道结构以及制备工艺,致力于解决常规材料孔道不均、结构脆弱、易团聚等影响吸附能力和催化效率的问题。滤芯采用蜂窝结构,通过优化填料数量,降低高风速下的空气阻力,有效化解常规滤芯“低阻力”与“高效率”难以兼得的难题,大大提高净化深度、广度,并延长滤芯使用寿命,降低用户使用成本,实现节能降碳。

值得一提的是,这项技术将催化剂发生作用的温度从约40℃降至约25℃,使催化剂在室温条件下就能发挥作用。

该技术项目获“南京市科技顶尖专家集聚计划”支持,自2019年启动到2023年研发成功,已获中国授权发明专利10项、美国授权发明专利1项,还摘得2022年度江苏省科技创新协会科技创新发明奖。“目前,我们还在测试新的配方和工艺,力争创造效果更好的过滤材料。”邹巍巍说。

新华日报·交汇点记者 徐冠英

图片由受访者提供

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