Innovative Anti-Icing-Anwendungen für Windkraftanlagen
Forscher haben den Einsatz einer elektrothermischen, superhydrophoben Epoxid-Nanokomposit-Beschichtung zum Schutz von Windturbinen vor Vereisung/Enteisung demonstriert.
Bei kaltem und rauem Wetter kann die Oberfläche der Rotorblätter von Windkraftanlagen leicht vereisen, was ihre Kapazität erheblich beeinträchtigt. In einer neuen Studie wurde nun eine zweischichtige Nanokomposit-Beschichtung auf Epoxidbasis entwickelt, die aus einer elektrothermischen und einer superhydrophoben Schicht besteht. Die elektrothermische Schicht besteht aus Epoxid/Silber-beschichtetem Kupfer (Ag-Cu) und Epoxid/Mehrwandige Kohlenstoff-Nanoröhrchen (MWCNTs) Nanokompositen. Die Beschichtung zeigte eine hohe elektrische Leitfähigkeit, die unter Spannung schnell Wärme erzeugen kann und sie auf die gesamte Oberfläche leitet. Die superhydrophobe Schicht wurde durch ein Epoxid/SiO2/Hexadecyltrimethoxysilan (HDTMS)-Nanokomposit hergestellt, das die Oberseite der elektrothermischen Schicht bedeckte.
Industrielle Anwendung
Die entworfene zweischichtige Epoxid-Nanokomposit-Beschichtung zeichnete sich durch einen geringen Stromverbrauch (0,2 W), eine hohe Hydrophobie (statischer und dynamischer Wasserkontaktwinkel von 156,3° bzw. 3°), eine geringe Eishaftung (0,01 MPa), eine lange Vereisungszeit (312 s), eine kurze Enteisungszeit (41 s) sowie eine gute Verschleiß-, Säure-, Alkali- und Salzbeständigkeit aus, was sie für die industrielle Anwendung auf Windturbinenblättern vielversprechend macht.
Die Studie wurde im Journal of Coatings Technology and Research, Band 20, Ausgabe 5, September 2023, veröffentlicht.
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