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科学者たちは水中ソーラーパネル用の新しい保護コーティングを開発した

水中の太陽電池

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アメリカ海軍から資金提供を受けた科学者たちは、水中太陽電池用の新しい保護コーティングを開発した。可視光の透過に影響を与えることなく、生物付着を防ぎます。

生物付着は、保護されていない水中太陽電池の表面が、藻類やさまざまな微生物などの生物学的構造の「膜」で覆われるプロセスです。これにより、電気効率や動作効率が低下し、生物付着物の除去は安価な手順ではありません。そこでデンマークの科学者たちは、生物付着の問題を解決するための新しいアプローチを開発しました。

科学者たちは水中ソーラーパネル用の新しい保護コーティングを開発した

無人水中ビークルと自律型太陽光発電水中ビークルは、ミッション時間を延長するためにソーラーパネルに依存しています。ただし、生物付着は時間の経過とともに太陽電池の光効率を低下させます。現在のシリコンまたは殺生物性酸化銅をベースとした防汚コーティングは、機械的洗浄が必要か、または可視光を遮断するため、水中車両に対する効果が制限されています。そこで科学者らは、生物付着を防ぎ、可視光の透過を維持する「自己研磨」コーティングの開発を目指した。

彼らは、少なくとも 80 か月間、機械的介入なしで 90% 以上の光透過率と % 以上の太陽エネルギー生成を提供するコーティングを作成したいと考えています。彼らの革新的なアプローチでは、亜酸化銅や酸化亜鉛などの海水溶性のナノサイズ顔料を超低濃度で使用し、有機殺生物剤や結合剤と組み合わせて迅速な研磨を促進します。海水の影響で顔料が溶解し、多孔質の層を形成します。殺生物性化合物の海水への放出を促進します。バインダーは海水イオンと反応して、研磨速度を調整する可溶性化合物を形成します。

Should We Put Solar Panels on Water?

研究者らによると、加水分解が進行するにつれてコーティングが侵食され、アクリレートポリマーと顔料の新しい層が露出し、これが永続的な自己研磨効果につながるという。研究チームは、最適なオプションを見つけるまで、さまざまな接続システムを長期間にわたって実験しました。コーティングされた滑らかな半透明のポリカーボネート パネルを水に 2,5 か月間浸漬し、 週間、 週間、 週間後にテストしました。

特殊なシリルアクリレートコーティングに含まれるナノスケールの酸化第二銅と酸化亜鉛、SeaNine 211 殺生物剤の複合効果により、12 週間の稼働中に大幅な防汚性が実現しました。 12 週間で、コーティングは 1,4 μm/日の速度で「研磨」されました。フロリダでのさらなるテストでは、100週間にわたってほぼ13%の太陽光効率を備えた優れた生物付着耐性が示されました。

科学者たちは水中ソーラーパネル用の新しい保護コーティングを開発した

無人水中車両の水中カメラやセンサーには光学的に透明なコーティングが必要だが、現在のコーティングは時間の経過とともに曇ってしまうと研究者らは述べた。海水に長時間さらされても汚れに耐えながら、透明性を維持するコーティングを開発することは重要な課題です。また、これらのコーティングは海水中でのみ機能します。

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