近年來(lái)，全球太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)快速擴(kuò)展，太陽(yáng)能板數(shù)量迅速增加，但其表面容易因灰塵和污染物積聚而影響其能量轉(zhuǎn)換效率，而傳統(tǒng)清潔方式又存在耗水量巨大的問(wèn)題。針對(duì)這一行業(yè)痛點(diǎn)，香港城市大學(xué)（港城大）機(jī)械工程學(xué)系帶領(lǐng)的國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)一項(xiàng)突破性技術(shù)——“液滴拖把”，該技術(shù)僅需極少量的水，便能有效清除太陽(yáng)能板表面的沙塵及污染物，顯著提升清潔效率并節(jié)約用水，有效破解太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)清潔耗水痛點(diǎn)，為全球清潔能源轉(zhuǎn)型與水資源保護(hù)提供了切實(shí)可行的解決方案。
港城大成功研發(fā)一項(xiàng)突破性技術(shù)“液滴拖把”，只需極少量的水，便能有效清除太陽(yáng)能板表面的沙塵及污染物，顯著提升清潔效率并節(jié)約用水
此研究由港城大協(xié)理副校長(zhǎng)（資源規(guī)劃）兼機(jī)械工程學(xué)系及能源及環(huán)境學(xué)院王建邦教授帶領(lǐng)，并與英國(guó)倫敦帝國(guó)理工學(xué)院化學(xué)工程學(xué)系Omar Matar教授團(tuán)隊(duì)合作完成，該研究成果已于國(guó)際頂尖期刊《自然-可持續(xù)發(fā)展》（Nature Sustainability）發(fā)表，充分彰顯了港城大在綠色科技研發(fā)領(lǐng)域的頂尖科研實(shí)力，也體現(xiàn)了學(xué)校在國(guó)際科研合作中的重要影響力。
目前，高壓水柱是傳統(tǒng)清潔太陽(yáng)能板的方式，但其耗水量驚人。據(jù)研究數(shù)據(jù)顯示，每年全球用于清洗太陽(yáng)能板的水量高達(dá)120億加侖以上。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，清潔太陽(yáng)能板的效率與液滴能量并非直接對(duì)等，即水力越大、清潔效果并非越高。反之，清潔效能在達(dá)至中等能量時(shí)最佳。這一核心發(fā)現(xiàn)為“液滴拖把”技術(shù)的研發(fā)奠定了關(guān)鍵理論基礎(chǔ)。
“液滴拖把”技術(shù)通過(guò)精準(zhǔn)控制液滴與太陽(yáng)能板表面的沖擊力度和角度，有效移除太陽(yáng)能板表面上的污染物，微粒去除效率高達(dá)99.9%，并成功克服高密度微粒的挑戰(zhàn)，清除密度比水高達(dá)六至十倍的重型微粒。此外，該技術(shù)的節(jié)水效果十分顯著，相比傳統(tǒng)清潔方式節(jié)省六至十倍的用水量，將有助全球每年用于清潔太陽(yáng)能板的水量大幅降低逾八成。
“液滴拖把”技術(shù)通過(guò)精準(zhǔn)控制沖擊，有效移除太陽(yáng)能板表面上的污染物
“液態(tài)拖把”的核心原理在于控制液滴與太陽(yáng)能板表面的碰撞方式，利用液滴擴(kuò)張及回縮時(shí)產(chǎn)生的物理動(dòng)力，將污染物拖動(dòng)并帶離表面。這項(xiàng)技術(shù)更尤其適合位于沙漠地區(qū)的大型太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)，能夠有效減輕供水壓力，進(jìn)一步提升再生能源的可持續(xù)性，為沙漠光伏電站的規(guī)模化、低成本運(yùn)營(yíng)提供了有力支撐，也為全球光伏產(chǎn)業(yè)布局拓展了新空間。
“液態(tài)拖把”的核心原理在于控制液滴與太陽(yáng)能板表面的碰撞方式，利用液滴擴(kuò)張及回縮時(shí)產(chǎn)生的物理動(dòng)力，將污染物拖動(dòng)并帶離表面
王教授表示，“液滴拖把”的設(shè)計(jì)靈感源于自然界的超疏水表面在雨滴撞擊時(shí)能實(shí)現(xiàn)自我清潔效果，例如蝴蝶翅膀和植物葉面。他說(shuō)：“我們希望這項(xiàng)全新技術(shù)能夠幫助進(jìn)一步節(jié)約全球水資源，提升使用可再生能源的效率，從而產(chǎn)生規(guī)模化的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益。”他補(bǔ)充道，這項(xiàng)技術(shù)是一個(gè)簡(jiǎn)單但極具影響力的研究成果，不僅驗(yàn)證技術(shù)的有效性，也為未來(lái)太陽(yáng)能板清潔設(shè)備的工程設(shè)計(jì)提供重要參考。
研究團(tuán)隊(duì)之一的機(jī)械工程學(xué)系博士生盧偉健表示，為確保技術(shù)的實(shí)用性和穩(wěn)定性，團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了多次模擬實(shí)驗(yàn)，利用不同尺寸的沙粒反覆進(jìn)行測(cè)試，模擬真實(shí)沙漠環(huán)境。他表示，研究發(fā)現(xiàn)，在常見(jiàn)沉積于太陽(yáng)能板表面的沙粒尺寸范圍內(nèi)，液滴撞擊能有效“卷起”并移除沙粒，讓每一滴液滴的撞擊能量得以更充分用于帶走污染物，形成高效且穩(wěn)定的清潔機(jī)制。
在全球面臨清潔能源轉(zhuǎn)型、水資源短缺等重大環(huán)境挑戰(zhàn)的背景下，港城大持續(xù)通過(guò)研發(fā)創(chuàng)新技術(shù)，為全球性迫切挑戰(zhàn)提供切實(shí)可行的解決方案，并在進(jìn)一步的推廣和應(yīng)用下，有助于實(shí)現(xiàn)更環(huán)保和更高效的可再生能源利用。此次“液滴拖把”技術(shù)突破，正是港城大深耕綠色科技領(lǐng)域、聚焦行業(yè)痛點(diǎn)的生動(dòng)體現(xiàn)，彰顯了港城大在科研創(chuàng)新領(lǐng)域的實(shí)力與擔(dān)當(dāng)，為推動(dòng)全球可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)智慧與力量。
關(guān)于香港城市大學(xué)
香港城市大學(xué)（港城大）是世界級(jí)教學(xué)與研究的創(chuàng)新樞紐，設(shè)有生物醫(yī)學(xué)院、商學(xué)院、計(jì)算學(xué)院、工學(xué)院、人文社會(huì)科學(xué)院、理學(xué)院、賽馬會(huì)動(dòng)物醫(yī)學(xué)及生命科學(xué)院、創(chuàng)意媒體學(xué)院、能源及環(huán)境學(xué)院、法律學(xué)院和周亦卿研究生院共11個(gè)學(xué)院，以及下設(shè)的29個(gè)學(xué)系。港城大位列全球大學(xué)第63名、亞洲大學(xué)第7名、連續(xù)三年榮膺全球最國(guó)際化大學(xué)第1名；并再度入選美國(guó)國(guó)家發(fā)明家科學(xué)院所公布全球頂尖100所獲頒最多美國(guó)專利的大學(xué)，是連續(xù)九年全港排名第一。
港城大位于香港的中心地帶，以創(chuàng)新精神專注于研究及專業(yè)教育兩大領(lǐng)域，致力為全球議題尋找解決方案，并推動(dòng)有益社會(huì)的轉(zhuǎn)變。
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