Nový povlak, tzv. námrazový nátěr, který vyvinuli vědci v Polsku, využívá transparentní silikon-epoxid modifikovaný funkcionalizovanými oktasferosilikáty. Vědci vytvořili pět vzorků, každý s jinou kombinací chemikálií, a zjistili, že přilnavost ledu se snížila až o 43 %, přičemž doba zpoždění zmrazení vzrostla až 70krát.
Skupina vědců z Polska vyvinula nový povlak proti námraze pro fotovoltaické panely.
Nový povlak (námrazový nátěr) se zakládá na transparentním silikon-epoxidu modifikovaném buď dvěma nebo třemi funkcionalizovanými oktasferosilikáty (OSS). Oktasferosilikáty jsou třídou organokřemičitých sloučenin s přizpůsobitelnou strukturou, která může zlepšit vlastnosti proti námraze.
„Tvorba a hromadění sněhu a ledu na panelech může bránit světlu a tím minimalizovat nebo dokonce zastavit výrobu energie,“ uvedli vědci. „Námrazové nátěry by mohly zcela nebo částečně nahradit metody odmrazování používané v průmyslu, které jsou neefektivní. V literatuře nejsou žádné zprávy o použití podobných chemických modifikací pryskyřic a polymerních povlaků, natož průhledných.“
Skupina vytvořila pět různých vzorků povlaků a začala se silikon-epoxidovou hybridní pryskyřicí. OSS se připravily v baňce s 20 g OSS, 200 ml toluenu a měnícím se množstvím olefinů v závislosti na testované sloučenině. Dvě hmotnostní procenta (2 % hmotnostní) OSS se poté integrovala do pryskyřice. Povlak se aplikoval na vzorky pomocí metody spinového potahování.
Dva ze vzorků měly dva olefiny – OSS1 měl allylmethakrylát (MA) a vinyltrimethoxysilan (VTMOS) v molárním poměru 4:4; zatímco OSS2 měl MA a hexen (HEX) v molárním poměru 6:2. Tři vzorky měly tři olefiny – OSS3 měl allyl-glycidylether (AGE), okten (OCT) a oktadecen (OD) v poměru 4:2:2; OSS4 měl AGE, allyl-oktafluorpentylether (AOFP) a OD v poměru 5:1:2; a OSS5 měly AGE, AOFP a OD v poměru 4:2:2. Navíc šestý referenční (REF) vzorek používal nemodifikovaný silikon-epoxidový povlak.
Nový povlak proti námraze pro fotovoltaické panely
,,Icefobní vlastnosti se diskutovaly stanovením adheze ledu (IA) a doby zpoždění zmrazování vodních kapiček (FDT),“ vysvětlili vědci. „Chemické modifikace silikon-epoxidových nátěrů bi- a trifunkčními oktasferosilikáty přinesly příznivé výsledky. V každém případě modifikace zlepšila vlastnosti proti námraze. Pozorovalo se snížení IA a zlepšení FDT ve srovnání s nemodifikovaným vzorkem.
Zatímco vzorek REF měl FDT tři minuty (min) a IA 178 kilopascalů (kPa), OSS 1 měl více než 210 min, respektive 102 kPa. OSS 2 fungoval při 32 min a 150 kPa, zatímco OSS3 vykázal přes 210 min a 118 kPa. Nakonec měl OSS4 FDT více než 210 minut a IA 163 kPa, zatímco OSS5 měl 39 minut a 157 kPa.
„Mezi testovanými silikon-epoxidovými povlaky vykazovaly vzorky OSS1 a OSS3 nejvyšší vlastnosti proti námraze. Tyto povlaky vykazovaly nejnižší přilnavost k ledu a nejdelší dobu zpoždění zmrazování vodních kapiček,“ uvedli akademici. „U povlaku modifikovaného pomocí OSS1 však byla získána mírně nižší hodnota IA. Lze tedy učinit závěr, že vzorek s tímto aditivem vedl k nejvyšší účinnosti proti námraze, se 43 % snížením IA a 70násobným zvýšením hodnoty FDT ve srovnání s nemodifikovaným povlakem.“
Skupina také zdůraznila, že povlaky mohou být potenciálně aplikovány na fotovoltaické panely, „protože provedená modifikace neovlivnila optické vlastnosti zkoumaných povlaků“.
Jejich zjištění se prezentovala v „Průhledné povlaky proti námraze modifikované bi- a trifunkčními oktasferosilikáty pro fotovoltaické panely“. Ty se publikovaly v Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. Výzkum provedli vědci z polské Varšavské technologické univerzity, Nadace technologických partnerů, Vojenské technické univerzity a Univerzity Adama Mickiewicze v Poznani.
Zdroj: pv-magazine, TowPoint
