一个领导的研究小组密歇根大学展示了一个具有成本效益的,明确的涂层,减少冰雪在太阳能电池板上的积累,从而使他们能够产生更多的能量85%的初步测试。
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Icephobic涂层保持雪的太阳能电池板
视频来源:密歇根大学。
这一进展可以大大提高太阳能电池板的生产力与寒冷气候地区。
涂料主要由PDMS组成或PVC塑料和硅或蔬菜类油。它可以刷或喷在寒冷的天气,在当前的迭代,可以分离冰雪近一年。
可再生能源现在真正起飞,但在北部气候雪是一个大问题。太阳能电池板可能失去80或90%的发电量在冬天。因此找出一种方式继续全年发电是一个激动人心的挑战。
西班牙Tuteja、研究铅和材料科学与工程教授,密歇根大学亚博网站下载亚博老虎机网登录
Tuteja领导这项研究与桑迪亚国家实验室和大学的阿拉斯加。
虽然Tuteja实验室创造了几种有效ice-shedding涂料在过去,他解释说,工程涂料可以被动地摆脱冰雪表示一个特殊的挑战。
冰是相对密度和沉重,和我们以前的涂料使用自己的体重。但雪可以少10倍密度比冰,所以我们不确定我们使用的技巧在冰上会转化为雪。
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发现合适的涂层,Tuteja和他的团队变成了有两种主要的属性驱动ice-shedding涂料在过去:低粘附强度和低界面韧性。低表面粘附本质上是滑溜。
对小区域,滑溜独自工作。但对于更大的表面,需要更多的力量来幻灯片冰雪。对于较大的区域,这完全可能需要分解粘连。这是低界面韧性是如何工作的——它形成冰和面板之间的裂缝。这些传播沿面板,无论大小、分离的冰雪。
研究人员旨在完全正确的平衡的低界面韧性和低表面粘附分离两个冰雪从大型和小型的表面。
他们开始用非常结实的PVC塑料界面韧性低,和混合少量的植物油提供PVC足够低的表面粘附交付两全其美。他们还开发了一个第二材料功能同样使用PDMS塑料和硅基油。
密歇根大学的科学家与阿拉斯加大学尝试材料在太阳能领域在费尔班克斯,阿拉斯加,将涂料应用到一个细分的电池板自动相机观察到两周左右。
涂板的测试结果显示平均约28%的冰雪覆盖在一个完整的冬季,裸板相比,大约59%。
涂层是作为项目的一部分,由桑迪亚国家实验室,美国能源部研发实验室,与金融支持由美国能源部提供的太阳能技术办公室
随着太阳能成本的下降和利润上升,增长的太阳能近年来在北部各州,雪是常见的。Snow-phobic涂料,如果我们可以展示他们的长期疗效,将使太阳能更可靠和更便宜的地区,帮助促进我们国家的过渡到一个更solar-dominated能源经济。
劳里伯纳姆,密歇根大学的首席研究员
Tuteja表示,虽然涂料目前的迭代可以直接使用,该小组计划修改它多一点,目的是创建一个涂层,可以忍受到五年。
这项研究已经发表在的细节先进材料技术亚博网站下载。
其他科学家对项目包括前密歇根大学材料科学与工程研究生研究员阿布禅;亚博网站下载亚博老虎机网登录克里斯托弗·派克和艾琳·惠特尼在阿拉斯加阿拉斯加大学的能源和电力中心;在光电和詹妮弗编织和材料桑迪亚国家实验室的技术部门。亚博网站下载
期刊引用:
定,一个等。雪(2021)促进大规模减少使用Icephobic从攷虑太阳能电池阵列表面低界面韧性。先进材料技术亚博网站下载。doi.org/10.1002/admt.202101032。
来源:https://umich.edu