據(jù)nanowerk.com報道稱，雖然地球北部的寒冷地區(qū)狂風(fēng)呼嘯，但是那里卻很少建有風(fēng)力發(fā)電機(jī)。這是因為當(dāng)溫度降到零度以下時，葉片上會結(jié)冰，葉片的氣動性能、發(fā)電效率會下降，使其運(yùn)行成本升高，發(fā)電機(jī)也有可能損壞。同時冰柱斷裂也是一個安全隱患。

       但現(xiàn)在，一種節(jié)能加熱系統(tǒng)可以在幾秒鐘內(nèi)除去發(fā)電機(jī)上的冰，它只有在水結(jié)冰時才會啟動。作為歐盟風(fēng)熱項目的一部分，弗勞恩霍夫制造工程和自動化研究所的研究人員（IPA，斯圖加特，德國）正在開發(fā)一種使用碳納米管的高效節(jié)能的冰檢測和防結(jié)冰小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

       現(xiàn)有的除冰技術(shù)會消耗很多不必要的電能，因為現(xiàn)有的除冰技術(shù)不管哪個部分結(jié)冰都會加熱整個葉片。該風(fēng)熱項目是則在尋求一種不同的途徑。將葉片分為不同的區(qū)域，每個區(qū)域表面噴涂了一層碳納米管（CNTs）。然后將一個個獨(dú)立的冰探測器安置到每個碳納米管涂層中去。“我們的碳納米管涂層加熱的只有那些真正結(jié)冰的區(qū)域，”IPA的科學(xué)家Anne Gerten說。“這些地方往往是葉片最重要的邊緣區(qū)域。

       這些微小的、敏感的探針可以持續(xù)測量表面的溫度和濕度，可以對水結(jié)冰時最輕微的波動作出反應(yīng)。一旦檢測到冰，探測器開關(guān)會在數(shù)秒內(nèi)啟動加熱元件，供給相應(yīng)的碳納米管涂層。一旦冰融化，加熱元件自動關(guān)閉。“將CNT涂層與傳感器相結(jié)合，我們可以鎖定并加熱真正結(jié)冰的區(qū)域，”Gerten補(bǔ)充說。該項目的目標(biāo)是通過使用除冰技術(shù)使發(fā)電效率提高至少18%。

       CNT層只有幾微米厚，報道稱將CNT噴到葉片上自粘的高分子膜上會比較容易附著。透明涂層使涂層絕緣和保護(hù)它不受濕度和力學(xué)影響。研究者選擇這種材料是由于其優(yōu)異的力學(xué)性能。“原理是，這些碳納米管是包裹的石墨層，在不同的地方互相接觸。在這些接觸點(diǎn)，電流轉(zhuǎn)換成熱。”Gerten解釋道。

       研究者用計算機(jī)模擬的結(jié)果是葉片的邊緣最容易結(jié)冰。并通過復(fù)原真實(shí)環(huán)境（零下30°C，冰、雨和風(fēng)速高達(dá)120 km/h）的風(fēng)洞測試證實(shí)了這個結(jié)果。

       “我們是將實(shí)惠的材料用于傳感器和加熱元件。這是使防冰系統(tǒng)成批生產(chǎn)可行的重要前提。”IPA中Anne Gerten’的同事，也是負(fù)責(zé)風(fēng)洞試驗研究員Dipl.-Ing. Sascha Getto解釋道，“我們設(shè)計和制造了小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的原型，但它們絕對適合大規(guī)模改造。”

        Getto 認(rèn)為，飛機(jī)機(jī)翼除冰也是風(fēng)熱系統(tǒng)一個潛在的應(yīng)用領(lǐng)域。