丹麦技术大学研发革命性防污涂层技术推动海洋能源发展
2025-06-05 15:05
来源:丹麦技术大学
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丹麦技术大学化学工程系的研究团队近期取得重大突破,成功开发出一种具有自抛光功能的透明防污涂层,这项创新技术将显著提升水下无人机和海洋太阳能电池的工作效率。该研究由著名化学工程专家Søren Kiil教授领衔,研究团队包括助理教授Narayanan Rajagopalan、实验室主任Claus Erik Weinell以及多名研究生。研究人员在水下对涂层进行了多次迭代测试,最终找到了合适的防污涂层配方。

这项突破性技术的研发源于美国海军研究办公室提出的实际需求。水下无人机在现代海洋作业中扮演着重要角色,广泛应用于海底勘测、海洋环境监测、水下设施检查等多个领域。然而,这些设备在执行任务时面临一个共同挑战:当需要浮出水面充电时,太阳能电池板极易被藻类等海洋生物附着,严重影响能量转换效率。

Kiil教授团队研发的新型涂层采用了独特的纳米技术方案。"我们突破了传统防污涂料的技术瓶颈,"Kiil教授解释道,"通过精确控制氧化亚铜和氧化锌纳米颗粒的尺寸和分布密度,既保证了涂层的完全透明性,又实现了优异的防污性能。"实验数据显示,这种涂层在真实海洋环境中可保持长达三个月的持续防护效果,期间完全不需要人工清洁维护。

与传统防污技术相比,这项创新具有多重优势:

完全透明的特性确保太阳能电池保持最佳工作效率

自抛光功能实现长期稳定的防护效果

环境友好型配方最大限度降低对海洋生态的影响

适用性强,可用于多种海洋设备表面

美国海军研究办公室已在佛罗里达州海域进行了严格的实地测试,结果证实该涂层在各种海洋条件下都能保持出色的防护性能。测试负责人表示:"这项技术解决了困扰我们多年的实际问题,将显著提升水下设备的作业可靠性。"

除军事用途外,这项技术还具有广阔的商业应用前景。随着全球对清洁能源需求的持续增长,海上太阳能发电正成为新能源开发的重要方向。据统计,目前全球浮动太阳能发电装机容量约为4,000兆瓦,预计到2030年将增长至30,000兆瓦。新型防污涂层的出现,将有效解决制约海上太阳能发展的生物污损问题。

丹麦技术大学的研究团队表示,他们正在将这项技术扩展到更多应用领域,包括:

海上风力发电设备的防护

海洋观测传感器的表面处理

水下摄像设备的防污解决方案

海洋养殖设施的维护

Kiil教授强调:"我们的目标不仅是解决现有问题,更要为未来海洋科技发展提供基础性技术支持。"研究团队已开始与多家国际企业展开合作,预计这项技术将在未来两年内实现商业化应用。

这项研究成果已申请多项国际专利,相关论文将发表于下月的《先进材料科学与工程》期刊。业界专家普遍认为,该技术将推动海洋能源开发进入新阶段,为全球绿色能源转型提供重要技术支持。

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