Ingenieurs van UBC Okanagan hebben samengewerkt met onderzoekers van de Universiteit van Toronto om een ​​belangrijke doorbraak te bewerkstelligen in de-icing-technologie.

Hun laatste onderzoek, gepubliceerd in de editie van deze maand van Nature Communications , onderzoekt een slim, hybride - dat wil zeggen passief en ook actief - ontdooisysteem dat werkt door een grensvlakcoating te combineren met een ijsdetecterende microgolfsensor.

Deze coating integreert de sensoren in het materiaal, terwijl warmte het ijs kan losmaken zonder dat een persoon of machine het fysiek hoeft te smelten, legt Dr. Mohammad Zarifi van UBCO uit.

"Velen van ons hebben het ongeluk gehad om in een vliegtuig te zitten wachten tot het ijsvrij is, terwijl ze zich zorgen maakten over het missen van een aansluitende vlucht", zegt Dr. Zarifi, universitair hoofddocent aan UBCO's School of Engineering en medeauteur van het rapport. "Onze nieuwe technologie kiest voor een hybride benadering door sensoren toe te voegen in een ijsafstotende coating die gemakkelijk kan worden toegevoegd aan luchtvaart- of windturbinebladen."

Dr. Zarifi legt uit dat ongewenste ijsaccumulatie problematisch is bij veel technologieën voor hernieuwbare energie, zoals windturbines en hydro-elektrische dammen, luchtvaart en krachtoverbrenging. IJsbeperkingsstrategieën kunnen worden onderverdeeld in actieve of passieve methoden. Actief ontdooien omvat een externe energie-invoer die wordt gebruikt om het ijs te verwijderen, meestal door middel van thermische, chemische of mechanische methoden. Passief ontdooien daarentegen vermindert de aanwassnelheid van ijs, verlaagt de adhesiekracht tussen ijs en het oppervlak of beide.

"Geen van beide routes naar een ijsvrij oppervlak wordt tegenwoordig als een wondermiddel beschouwd, aangezien actieve ontdooiingsmethoden veel energie verbruiken, maar passieve ontdooicoatings kunnen een oppervlak niet voor onbepaalde tijd ijsvrij houden", voegt hij eraan toe. "Een hybride systeem dat passieve en actieve ontdooitechnologieën combineert, kan een aantrekkelijke oplossing zijn voor de problemen met ijsaangroei."

Dit is de reden waarom de sensor - die leeft onder de coating die op een turbine of vliegtuig wordt aangebracht - een game-changer kan zijn. De sensor fungeert als een ijsdetector en vraagt ​​de ingebouwde verwarmingselementen om het ijs automatisch te smelten.

Dit zorgt voor een aanzienlijke verbetering van de energie-efficiëntie en is wat deze nieuwste innovatie onderscheidt van bestaande benaderingen, zegt Zahra Azimi Dijvejin, promovendus en hoofdauteur van het onderzoek.

"De hybride aanpak stelt de machinist in staat om de apparatuur snel en nauwkeurig duurzaam te bewaken", zegt ze. "De apparatuur hoeft niet onnodig ijsvrij te worden gemaakt - om slijtage en verspillend energieverbruik te voorkomen - omdat de sensoren de behoefte kunnen bepalen."

De sensoren, die zijn geïntegreerd in innovatieve materialen, kunnen oppervlakken ijsvrij houden zonder de noodzaak van verdere chemicaliën of energie-intensieve methoden.

"We gaan van onze experimenteerfase naar echt gebruik en hebben gezien dat de technologie bestand is tegen zware omstandigheden", legt Dr. Zarifi uit. "We werken momenteel samen met Canadese turbinefabrikanten om de technologie voor de komende winter te integreren." + Verder verkennen

Onderzoek haalt de kou weg van ijzige opbouw op vliegtuigen en windturbines