UBC奥肯那根大学的工程师们与多伦多大学的研究人员合作,在除冰技术上取得了重大突破。
他们的最新研究发表在本月的《科学》杂志上自然通讯,研究了一种智能混合(即被动和主动)除冰系统,该系统通过结合界面涂层和冰探测微波传感器来工作。
UBCO的Mohammad Zarifi博士解释说,这种涂层将传感器集成到材料中,同时使热量除去冰,而不需要人或机器进行物理融化。
“我们中的许多人都有过不幸的经历,坐在飞机上等待飞机除冰,同时担心错过转机,”扎里菲博士说,他是UBCO工程学院的副教授,也是报告的合著者。“我们的新技术采用了一种混合方法,在防冰涂层中添加传感器,这种涂层可以很容易地添加到航空或风力涡轮机叶片上。”
扎里菲博士解释说,许多可再生能源技术,如风力涡轮机、水力发电大坝、航空和电力传输,都存在意想不到的积冰问题。冰缓解战略可分为主动或被动两种方法。主动除冰涉及外部能量输入,用于除冰,通常通过热、化学或机械方法。相比之下,被动除冰要么降低了冰的吸积速率,要么降低了冰与表面的粘附强度,要么两者兼而有之。
他补充说:“目前,没有一条通往无冰表面的道路被认为是万灵药,因为主动除冰方法消耗大量能源,而被动除冰涂层不能无限期地保持表面无冰。”“结合被动和主动除冰技术的混合系统可能是解决冰积问题的一个有吸引力的解决方案。”
这就是为什么传感器——位于将应用于涡轮机或飞机的涂层下——可能会改变游戏规则的原因。该传感器作为一个冰探测器,并提示嵌入式加热器自动融化冰。
该研究的主要作者、博士生Zahra Azimi Dijvejin说:“这大大提高了能源效率,使这项最新的创新与现有的方法区别开来。”
她说:“这种混合方法使操作人员能够快速、准确地持续监测设备。”“设备不需要进行不必要的除冰,避免了磨损和能源浪费,因为传感器可以确定需求。”
这些传感器被集成到创新材料中,可以保持表面不结冰,而不需要进一步的化学物质或能源密集型方法。
扎里菲博士解释说:“我们正在从实验阶段进入实际应用阶段,并已经看到这项技术在恶劣条件下的应用。”“我们目前正在与加拿大涡轮机制造商合作,为即将到来的冬天整合这项技术。”
该研究部分由加拿大国防部、Tekmar、Mitacs和加拿大创新基金会资助,也被选为该领域最近发表的50篇最佳论文之一自然通讯。
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材料所提供的英属哥伦比亚大学奥肯那根校区。注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。
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