麻省理工学院研发出被动式太阳能除冰系统

麻省理工学院的研究人员开发出一种被动的太阳能除冰系统，该系统可以除去电力线，飞机机翼和风力涡轮机叶片上的积冰。

长期以来，人们一直在寻找传统上用于除去飞机机翼和直升机旋翼桨叶上积冰的有毒化学品的替代品。 基于此，已经有研究者想到了类似石墨烯涂层的方法，这种涂层在受到电流作用时会升温，但由于成本和安全性的问题，航空公司对这种自动加热系统并不十分热衷。麻省理工学院的研究人员现在提出了一种完全被动的除冰系统，这种系统仅依赖于太阳能或人造光，意味着它也可以在夜间工作。

麻省理工学院研究出的这种系统由一种三层材料组成，该材料可以收集太阳辐射，然后将其转化为热量，并散布到需要被除冰的表面。研究人员声称，这比使用超疏水涂层排斥水和冰更好，因为这种涂层可能会形成霜，这些霜往往会填充微观纹理，从而使这些涂层具有脱冰能力。

新系统的顶层可以捕获入射的太阳光并将太阳辐射转换为热量。该团队表示，该层所用的材料吸收了95％的入射阳光，仅仅因为材料的再辐射而损失了3％。虽然理论上这一层可以防止结冰，但实验表明只有在阳光直射的地区才能进行。

为了克服这一问题，研究人员添加了一层厚度只有400微米的铝片作为一个喷射器。这使得吸收层上方的热量能够横向地扩散到材料的整个表面区域并融化冰与材料表面相遇的边界层。其结果是形成了一层光滑得足以让任何冰都可以滑落的薄薄的水，这意味着大部分冰本身根本不需要融化。第三层也就是最后一层只是泡沫绝缘层，以防止热量向下逸出。

研究人员表示，这三层是由廉价的商用材料制成的。它们可以粘合在一起，然后粘合到需要保持无冰的表面上，或者也可以依次逐层喷涂到一些表面上。

研究人员认为，除了通常的用于如飞机机翼、风力涡轮机叶片和电力线的除冰，该系统还可以有更广泛的应用，例如可以应用在板材上，以防止建筑物的屋顶结冰。

通过广泛的真实世界户外测试证明了该系统和材料的有效性，团队现在将继续进行进一步的测试，以确定其寿命和理想的应用方法。然而，麻省理工学院机械工程副教授Kripa Varanasi表示，目前的系统几乎可以立即用于某些应用 - 特别是固定式应用。