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港城大“液滴拖把”技術:以極低耗水實現高效光伏清潔新突破

   發布時間:2026-04-21 18:23 作者:唐云澤

面對全球太陽能產業快速擴張中清潔環節的用水難題,香港城市大學機械工程學系聯合英國倫敦帝國理工學院團隊,成功研發出名為“液滴拖把”的節水清潔技術。這項突破性成果通過精準控制液滴與太陽能板表面的相互作用,在僅使用傳統方法1/6至1/10用水量的條件下,實現99.9%的微粒清除效率,為沙漠地區光伏電站運營提供了創新解決方案。

研究團隊發現,傳統高壓水槍清潔方式存在明顯缺陷——全球每年消耗超120億加侖清潔用水,且清潔效率與水壓并非正相關。經過三年攻關,科研人員揭示液滴在中等能量狀態下清潔效能最佳的核心規律,通過調控液滴撞擊角度與沖擊力,使液滴擴張收縮產生的物理動力成為高效清潔動力源。實驗數據顯示,該技術可清除密度達水6-10倍的重型微粒,特別適用于風沙環境中的光伏設備維護。

這項技術的靈感源自自然界超疏水表面的自潔機制。項目負責人王建邦教授指出:"蝴蝶翅膀在雨中保持潔凈的現象啟發我們,通過模擬液滴撞擊的動態過程,可以開發出低能耗、高效率的清潔方式。"團隊開發的專用裝置能精確控制每滴0.1毫升液體的運動軌跡,使清潔用水量較傳統方法降低80%以上,同時避免化學清潔劑對環境的二次污染。

在位于香港的模擬實驗室中,研究團隊用不同粒徑的沙漠沙粒進行萬次撞擊測試。機械工程學系博士生盧偉健介紹:"我們特別針對0.05-2毫米粒徑的沙粒進行優化,確保液滴撞擊能形成有效的卷吸效應。"實驗證明,該技術對光伏板常見污染物具有普適性,包括灰塵、花粉甚至工業微粒。

這項發表于《自然-可持續發展》的研究成果,已引起全球光伏產業關注。據測算,若在中東、北非等沙漠地區推廣應用,每年可節約清潔用水超100億加侖。王建邦教授強調:"技術突破不僅在于節水,更重要的是為干旱地區發展可再生能源掃除關鍵障礙。"目前團隊正與多家能源企業合作,開發適用于不同場景的清潔設備原型。

香港城市大學作為全球頂尖研究型學府,在綠色科技領域持續發力。該校擁有11個學院及29個學系,連續三年蟬聯全球最國際化大學榜首,其科研成果轉化率位居亞洲前列。此次跨學科合作再次證明,通過材料科學、流體力學與工程設計的深度融合,能夠為可持續發展提供創新解決方案。

 
 
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