パーデュー大学の研究者たちは、入射する太陽光の98.1%を反射する「ウルトラホワイト（超白色）」塗料を発表しました。これは、既存のクールルーフ製品で一般的な80〜90%を大幅に上回る太陽光反射率です。

この塗料の仕組み

この塗料の驚異的な白さは、化粧品や写真分野ですでにその明るい白さのために使用されている鉱物、硫酸バリウムによるものです。パーデューの研究チームは、さまざまなサイズの硫酸バリウム粒子を混合したものに決定するまで、100種類以上の候補物質を6年間にわたってテストしました。粒子のサイズを多様化させることで、より広いスペクトルにわたって太陽光を散乱させ、太陽エネルギーの大部分を下の表面を加熱する代わりに宇宙へと跳ね返します。

直射日光の下では、この新処方を塗布した表面は周囲の気温よりも約4.5℃低く保たれました。日没後も、同じ表面は放射冷却によって熱を放出し続け、周囲の気温よりも約10.5℃低い状態を維持しました。実用的な観点では、この塗料を塗布した1,000平方フィートの屋根は、電力を一切消費することなく、10キロワットのエアコンに匹敵する熱を放出することができます。

なぜインドがその恩恵を受けるのか

インドの夏季には、家庭や企業がエアコンをフル稼働させるため、電力需要のピークが定期的に急増します。この急増は、すでに容量不足に苦しんでいる送電網に負荷をかけ、電力会社にコストのかかる化石燃料主体のピーク電源（ピーカー・プラント）の稼働を余儀なくさせます。建物の冷却負荷を下げることで、この塗料は需要のピークを平準化し、国家的な送電網への圧力を軽減し、追加の発電容量の必要性を減らすことができます。

過密な都市部では、コンクリート、アスファルト、日陰のない屋根が熱を吸収して再放射し、周囲の農村部よりも数度高い都市熱島（ヒートアイランド）現象を引き起こしています。高反射コーティングを都市全体に展開すれば、屋根や外壁のアルベド（反射率）が向上し、より多くの太陽エネルギーが宇宙へと跳ね返されることで、都市全体の気温を下げることができます。

低所得世帯にとって、この塗料は受動的でメンテナンスの容易な解決策となります。塗布には現地の塗装職人にとって馴染みのある道具や技術がそのまま使えるため、初期費用をコーティングの耐用年数にわたって分散させることができ、同時にエアコンの電気代を大幅に削減できます。

研究室から市場へ

パーデューの研究チームは、既存の工業用塗料製造ラインに組み込めるように処方を設計しました。大幅な設備の改修を必要としないため、研究室から店頭に並ぶまでの道のりが早まります。このプロジェクトは、パーデューのCooling Technologies Research Centerと米国空軍科学研究局の支援を受けており、研究者たちはすでに特許出願を行っています。耐久性試験では、コーティングがひび割れや剥がれに強いことが示されており、過酷な天候下ですぐに劣化するという従来のクールルーフ技術への共通の批判に対処しています。

まとめ

パーデューのウルトラホワイト塗料は、比較的単純な材料の調整によって太陽光反射率を劇的に向上させることができ、建物や都市を冷やすための低エネルギーな道筋を提供できることを示しています。気温の上昇が電力需要を増大させ、都市熱島現象を悪化させているインドのような国にとって、大規模な導入の経済性が解決され、実環境での性能が期待通りであれば、このコーティングは気候変動適応のためのコスト効率の高いツールとなる可能性があります。