密歇根大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組展示了一種廉價(jià)、透明的涂層，它可以減少太陽(yáng)能電池板上的冰雪堆積，使太陽(yáng)能電池板在測(cè)試中可以產(chǎn)生高達(dá)85%的能量。
該涂料主要由PVC/PDMS塑料和硅/植物油制成。它可以在寒冷的天氣下噴灑或涂刷，在目前的測(cè)試中，涂一次電池板的抗雪性可以持續(xù)一年。
麻省理工大學(xué)材料科學(xué)與工程教授Anish Tuteja說(shuō)：“可再生能源現(xiàn)在真的在蓬勃發(fā)展，但是雪在北方氣候中是一個(gè)巨大的問(wèn)題。”
他說(shuō)：“太陽(yáng)能電池板在冬季可能會(huì)失去80%或90%的發(fā)電能力，因此要想辦法讓太陽(yáng)能電池板全年繼續(xù)發(fā)電是一項(xiàng)令人興奮的挑戰(zhàn)。”
雖然Tuteja的實(shí)驗(yàn)室在過(guò)去已經(jīng)開(kāi)發(fā)了許多有效的防冰涂層，但他解釋說(shuō)，設(shè)計(jì)一種既能被動(dòng)地除雪又能除冰的涂層是一個(gè)特殊的挑戰(zhàn)。
Tuteja說(shuō)：“冰相對(duì)密度大，重量大，我們以前的涂層利用自身的重量來(lái)對(duì)抗它。”但是雪的密度可能是冰的10倍，所以他們不確定在冰上使用的方式是否會(huì)適合雪。
為了找到合適的涂層，Tuteja和他的團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)向了兩個(gè)關(guān)鍵的特性：低界面韌性和低附著強(qiáng)度。低表面附著力基本上是滑脫，僅在小范圍內(nèi)滑動(dòng)效果很好，但表面越大，需要的力就越大，才能將冰雪從表面上滑下。對(duì)于較大的面積，需要一種方法來(lái)完全打破粘附。
該團(tuán)隊(duì)致力于在低表面附著力和低界面韌性之間達(dá)成平衡，這將使大小表面上的冰雪都能相斥。他們開(kāi)始使用非常堅(jiān)硬的聚氯乙烯塑料，以獲得低的界面韌性，并摻入少量植物油，使聚氯乙烯具有足夠低的表面附著力。他們還設(shè)計(jì)了第二種材料，使用PDMS塑料和硅基油同樣有效。
麻省理工大學(xué)的研究人員與阿拉斯加大學(xué)合作，在阿拉斯加州費(fèi)爾班克斯市的菲爾德，將涂料涂在由自動(dòng)攝像頭監(jiān)控的面板上，觀察為期兩周。測(cè)試表明，整個(gè)冬季，涂層面板的平均冰雪覆蓋率約為28%，而未涂層面板的平均冰雪覆蓋率約為59%。
該項(xiàng)目的主要研究者勞里·伯納姆說(shuō)：“隨著太陽(yáng)能成本的下降和盈利能力的攀升，近年來(lái)太陽(yáng)能的增長(zhǎng)主要集中在北方各州，而那里經(jīng)常下雪。”
“如果我們能夠證明它的長(zhǎng)期功效，這種防雪涂料將使太陽(yáng)能在冰雪地區(qū)更可靠、更實(shí)惠，有助于加快美國(guó)向以太陽(yáng)能為主的能源經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。”
Tuteja說(shuō)，雖然目前的涂層可以立即使用，但該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)整，以開(kāi)發(fā)出一種至少能使用5年的涂層。來(lái)源：密歇根大學(xué)；譯者：升哲科技；原標(biāo)題：美國(guó)想在寒冷地區(qū)使用清潔太陽(yáng)能，難點(diǎn)竟是電池板涂層；
致力于開(kāi)發(fā)清潔高效的能源
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發(fā)布時(shí)間：2021-12-24
發(fā)布者：管理員
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