近年來，全球太陽能產(chǎn)業(yè)快速擴展，太陽能板數(shù)量迅速增加，但其表面容易因灰塵和污染物積聚而影響其能量轉換效率，而傳統(tǒng)清潔方式又存在耗水量巨大的問題。針對這一行業(yè)痛點，香港城市大學（港城大）機械工程學系帶領的國際研究團隊成功研發(fā)一項突破性技術——“液滴拖把”，該技術僅需極少量的水，便能有效清除太陽能板表面的沙塵及污染物，顯著提升清潔效率并節(jié)約用水，有效破解太陽能產(chǎn)業(yè)清潔耗水痛點，為全球清潔能源轉型與水資源保護提供了切實可行的解決方案。
港城大成功研發(fā)一項突破性技術“液滴拖把”，只需極少量的水，便能有效清除太陽能板表面的沙塵及污染物，顯著提升清潔效率并節(jié)約用水
此研究由港城大協(xié)理副校長（資源規(guī)劃）兼機械工程學系及能源及環(huán)境學院王建邦教授帶領，并與英國倫敦帝國理工學院化學工程學系Omar Matar教授團隊合作完成，該研究成果已于國際頂尖期刊《自然-可持續(xù)發(fā)展》（Nature Sustainability）發(fā)表，充分彰顯了港城大在綠色科技研發(fā)領域的頂尖科研實力，也體現(xiàn)了學校在國際科研合作中的重要影響力。
目前，高壓水柱是傳統(tǒng)清潔太陽能板的方式，但其耗水量驚人。據(jù)研究數(shù)據(jù)顯示，每年全球用于清洗太陽能板的水量高達120億加侖以上。研究團隊發(fā)現(xiàn)，清潔太陽能板的效率與液滴能量并非直接對等，即水力越大、清潔效果并非越高。反之，清潔效能在達至中等能量時最佳。這一核心發(fā)現(xiàn)為“液滴拖把”技術的研發(fā)奠定了關鍵理論基礎。
“液滴拖把”技術通過精準控制液滴與太陽能板表面的沖擊力度和角度，有效移除太陽能板表面上的污染物，微粒去除效率高達99.9%，并成功克服高密度微粒的挑戰(zhàn)，清除密度比水高達六至十倍的重型微粒。此外，該技術的節(jié)水效果十分顯著，相比傳統(tǒng)清潔方式節(jié)省六至十倍的用水量，將有助全球每年用于清潔太陽能板的水量大幅降低逾八成。
“液滴拖把”技術通過精準控制沖擊，有效移除太陽能板表面上的污染物
“液態(tài)拖把”的核心原理在于控制液滴與太陽能板表面的碰撞方式，利用液滴擴張及回縮時產(chǎn)生的物理動力，將污染物拖動并帶離表面。這項技術更尤其適合位于沙漠地區(qū)的大型太陽能發(fā)電場，能夠有效減輕供水壓力，進一步提升再生能源的可持續(xù)性，為沙漠光伏電站的規(guī)模化、低成本運營提供了有力支撐，也為全球光伏產(chǎn)業(yè)布局拓展了新空間。
“液態(tài)拖把”的核心原理在于控制液滴與太陽能板表面的碰撞方式，利用液滴擴張及回縮時產(chǎn)生的物理動力，將污染物拖動并帶離表面
王教授表示，“液滴拖把”的設計靈感源于自然界的超疏水表面在雨滴撞擊時能實現(xiàn)自我清潔效果，例如蝴蝶翅膀和植物葉面。他說：“我們希望這項全新技術能夠幫助進一步節(jié)約全球水資源，提升使用可再生能源的效率，從而產(chǎn)生規(guī)模化的經(jīng)濟和環(huán)保效益。”他補充道，這項技術是一個簡單但極具影響力的研究成果，不僅驗證技術的有效性，也為未來太陽能板清潔設備的工程設計提供重要參考。
研究團隊之一的機械工程學系博士生盧偉健表示，為確保技術的實用性和穩(wěn)定性，團隊開展了多次模擬實驗，利用不同尺寸的沙粒反覆進行測試，模擬真實沙漠環(huán)境。他表示，研究發(fā)現(xiàn)，在常見沉積于太陽能板表面的沙粒尺寸范圍內，液滴撞擊能有效“卷起”并移除沙粒，讓每一滴液滴的撞擊能量得以更充分用于帶走污染物，形成高效且穩(wěn)定的清潔機制。
在全球面臨清潔能源轉型、水資源短缺等重大環(huán)境挑戰(zhàn)的背景下，港城大持續(xù)通過研發(fā)創(chuàng)新技術，為全球性迫切挑戰(zhàn)提供切實可行的解決方案，并在進一步的推廣和應用下，有助于實現(xiàn)更環(huán)保和更高效的可再生能源利用。此次“液滴拖把”技術突破，正是港城大深耕綠色科技領域、聚焦行業(yè)痛點的生動體現(xiàn)，彰顯了港城大在科研創(chuàng)新領域的實力與擔當，為推動全球可持續(xù)發(fā)展貢獻智慧與力量。
關于香港城市大學
香港城市大學（港城大）是世界級教學與研究的創(chuàng)新樞紐，設有生物醫(yī)學院、商學院、計算學院、工學院、人文社會科學院、理學院、賽馬會動物醫(yī)學及生命科學院、創(chuàng)意媒體學院、能源及環(huán)境學院、法律學院和周亦卿研究生院共11個學院，以及下設的29個學系。港城大位列全球大學第63名、亞洲大學第7名、連續(xù)三年榮膺全球最國際化大學第1名；并再度入選美國國家發(fā)明家科學院所公布全球頂尖100所獲頒最多美國專利的大學，是連續(xù)九年全港排名第一。
港城大位于香港的中心地帶，以創(chuàng)新精神專注于研究及專業(yè)教育兩大領域，致力為全球議題尋找解決方案，并推動有益社會的轉變。
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