Исследователи из Технического университета Дании, при поддержке Военно-морских сил США, разработали инновационное покрытие для подводных солнечных батарей, способное предотвратить биологическое обрастание, не снижая при этом пропускание видимого света. Это покрытие открывает новые перспективы для повышения эффективности и долговечности подводных устройств, таких как беспилотные подводные аппараты (UUV) и автономные подводные аппараты на солнечных батареях (AUV).

Биологическое обрастание представляет собой процесс, при котором различные организмы, такие как водоросли и ракушки, оседают на поверхности подводных устройств. Это явление негативно сказывается на производительности солнечных панелей, снижая их электрическую эффективность и создавая дополнительные расходы на их очистку. Особенно важно учитывать этот фактор в условиях длительных подводных миссий, где надежность и устойчивость оборудования играют ключевую роль.

Новая разработка датских ученых предлагает революционное решение проблемы. В основе покрытия лежит сочетание органического биоцидного вещества, быстрополирующегося связующего и сверхмалых количеств наноразмерных пигментов, растворимых в морской воде. Такое сочетание позволяет создать пористый слой, который предотвращает обрастание, не снижая при этом светопропускаемость солнечных панелей.

При контакте покрытия с морской водой частицы пигмента начинают растворяться, формируя пористую структуру, через которую морская вода может проникать в покрытие. Это, в свою очередь, способствует высвобождению биоцида, предотвращающего оседание и рост организмов на поверхности устройства.

Одним из главных преимуществ нового покрытия является его способность сохранять более 80% пропускания света и 90% эффективности выработки солнечной энергии в течение как минимум трех месяцев.

Это достижение стало возможным благодаря использованию сверхнизких концентраций наноразмерных пигментов, таких как оксид меди (Cu2O) и оксид цинка (ZnO), которые эффективно растворяются в морской воде, не создавая при этом оптических помех.

Связующая матрица покрытия реагирует с ионами морской воды, образуя растворимые соединения, которые регулируют скорость полировки поверхности. По мере гидролиза покрытие постепенно разрушается, открывая новые слои, что обеспечивает долговременный эффект самополировки.

Новое покрытие представляет собой значительный шаг вперед в области технологий защиты подводных солнечных панелей. Оно не только предотвращает биологическое обрастание, но и сохраняет высокую эффективность преобразования солнечной энергии. Это изобретение имеет потенциал для широкого применения в различных областях, связанных с подводными миссиями и эксплуатацией солнечных батарей в морских условиях.