Учени от MIT предложиха противообледенителна система със соларна енергия

Натрупването на лед по крилата на самолети, въздушните електропроводи и лопатките на вятърни турбини може да доведе до различни проблеми - от влошаване на експлоатационните характеристики до възникването на сериозни повреди.

Предотвратяването на това обикновено налага използването на енергийно интензивни подгряващи системи или на химически спрейове. Наскоро обаче изследователи от Масачузетския технологичен институт (MIT) разработиха напълно пасивен основаващ се на соларна енергия, метод за справяне с обледеняването.

Конвенционалните противообледенителни спрейове за самолети съдържат етилен гликол, който е вреден за околната среда. Авиокомпаниите не залагат на активно подгряване поради причини, свързани както с разходите, така и с безопасността.

Изследователите от MIT първо проучват приложението на суперхидрофобни повърхности за пасивно предотвратяване на обледеняването, но тези покрития могат да бъдат нарушени при формирането на леда. Като алтернативно решение учените решават да използват за целта слънчевата енергия.

Системата е изключително проста и се базира на трислоен материал, който може да бъде нанесен или напръскан върху определените за третиране повърхности. Материалът събира слънчевата радиация, преобразува я в топлинна енергия и разпространява топлината така, че топенето да не е ограничено само до изложените на пряка слънчева светлина зони. Покритието може да функционира и през нощта на изкуствено осветление.

Екипът от учени разбира, че не е необходимо да се генерира топлина за разтопяване на целия формирал се лед - нужно е единствено да се осигури тънък воден филм на граничния слой, който да позволи плъзгането на ледените късове.

За горния слой е използван високоефективен материал, който поглъща 95% от падащата слънчева светлина и е със загуба от повторно излъчване от само 3%. По принцип този слой може да предотврати обледеняването и самостоятелно, но само в областите с пряка слънчева светлина. Освен това в този случай голяма част от топлинната енергия би се загубила в субстрата.

За да компенсират това, изследователите от MIT добавят слой алуминий с дебелина 400 микрона, който се загрява от абсорбиращия слой над него и ефективно разпространява топлината странично по цялата повърхност.

Материалът е избран така, че термичната му реакция да е достатъчно бърза, за да може загряването да се осъществи с по-висока скорост от замръзването. Най-долният слой е от изолираща пяна и служи за задържане на топлинната енергия на повърхността.

Трите слоя, изградени от евтини и леснодостъпни материали, се свързват и могат да бъдат нанесени върху нуждаещата се от защита повърхност. За да докаже ефективността на системата, екипът от учени провежда детайлни лабораторни тестове, както и задълбочени изпитвания, включително и в реални условия на открито.

Системата може да намери още по-широко приложение - например в панели за предотвратяване на заледяването на покривите на къщи, училища и други сгради. Изследователите планират да продължат работата си по иновативното решение, тествайки издръжливостта му и търсейки оптималните методи за приложението му.