Ingenjörer vid UBC Okanagan har samarbetat med forskare från University of Toronto för att göra ett betydande genombrott inom avisningsteknik.

Deras senaste forskning, publicerad i denna månads upplaga av Nature Communications , undersöker ett smart, hybrid—vilket betyder passivt och även aktivt—avisningssystem som fungerar genom att kombinera en gränssnittsbeläggning med en isdetekterande mikrovågssensor.

Denna beläggning integrerar sensorerna i materialet samtidigt som värmen kan lossa is utan att en person eller maskin behöver fysiskt smälta den, förklarar UBCOs Dr. Mohammad Zarifi.

"Många av oss har haft oturen att sitta på ett plan och vänta på att det ska avisning medan vi oroar oss över att missa ett anslutningsflyg", säger Dr. Zarifi, docent vid UBCOs School of Engineering och medförfattare till rapporten. "Vår nya teknik tar ett hybridt tillvägagångssätt genom att lägga till sensorer i en isavvisande beläggning som enkelt kan läggas till flyg- eller vindturbinblad."

Dr Zarifi förklarar att oönskad isackumulering är problematiskt med många förnybara energitekniker som vindkraftverk och vattenkraftsdammar, flyg och kraftöverföring. Isreduceringsstrategier kan delas in i antingen aktiva eller passiva metoder. Aktiv avisning innebär en extern energitillförsel som används för att avlägsna isen, vanligtvis genom termiska, kemiska eller mekaniska metoder. Däremot minskar passiv avisning antingen isbildningshastigheten, sänker vidhäftningsstyrkan mellan is och ytan eller både och.

"Ingen väg mot en isfri yta ses som ett botemedel idag, eftersom aktiva avisningsmetoder använder betydande energi men passiva avisningsbeläggningar inte kan hålla en yta isfri på obestämd tid", tillägger han. "Ett hybridsystem som kombinerar passiv och aktiv avisningsteknik kan vara en attraktiv lösning på problemen med isbildning."

Det är därför sensorn - som bor under beläggningen som kommer att appliceras på en turbin eller ett flygplan - kan vara en spelväxlare. Sensorn fungerar som en isdetektor och uppmanar de inbyggda värmarna att smälta isen automatiskt.

Detta skapar en avsevärd förbättring av energieffektiviteten och är det som skiljer denna senaste innovation från befintliga metoder, säger Zahra Azimi Dijvejin, doktorand och huvudförfattare till studien.

"Hybridmetoden tillåter operatören att snabbt och exakt övervaka utrustningen på ett hållbart sätt", säger hon. "Utrustningen behöver inte avisning i onödan – för att undvika slitage och slösaktig energianvändning – eftersom sensorerna kan avgöra behovet."

Sensorerna, som är integrerade i innovativa material, skulle kunna hålla ytor isfria utan behov av ytterligare kemikalier eller energikrävande metoder.

"Vi går från vår experimentfas till användning i verkligheten och har sett tekniken stå emot tuffa förhållanden", förklarar Dr. Zarifi. "Vi arbetar för närvarande med kanadensiska turbintillverkare för att införliva tekniken för den kommande vintern." + Utforska vidare

Forskning tar kylan av isiga ansamlingar på flygplan och vindturbiner