Opskriften er nanoteknologi
Maling, der holder alger væk, bliver allerede anvendt i stor stil i den maritime sektor. Omkring 90 pct. af den kommercielle skibsfart anvender kemisk aktive bundmalinger (antifouling-malinger), som består af komplicerede kemiske sammensætninger med mikroskopiske partikler. Så den store udfordring var, hvordan malingen også kan være brugbar på solceller.
”Det her med at lave en maling, der både er transparent og virker imod begroning, er virkelig vanskelig. Man kan næsten ikke putte noget i malingen, for så kommer lyset ikke igennem,” siger Søren Kiil.
Derfor var det balancens kunst for forskerholdet at ramme den helt perfekte sammensætning. Når den nyudviklede maling kommer i kontakt med havvandet, begynder en selvpolerende effekt, hvor de yderste partikler i malingen gradvist opløses og bliver erstattet af nye aktive partikler, der fungerer som en slags skjold imod begroning. På den måde vil nye partikler i hele malingens levetid konstant være klar til at bekæmpe begroning, når de gamle opløses.
Med eksisterende metoder vil et pigmentlag blokere for solens stråler, og derfor måtte forskerne søge nye veje. Opskriften skulle vise sig at blive inspireret af en 20 år gammel simuleringsartikel. Den forudsagde, at ved at gøre de allerede små partikler i malingen endnu mindre ved at komprimere partiklernes størrelse fra mikrometer til nanometer vil partiklerne være så små, at de ikke danner et pigmentlag, der forhindrer sollyset i at nå ind til solcellerne. På den måde kan solcellerne optage solenergi, imens partiklerne holder begroningen væk.
”Vi skruer størrelsen på partiklerne og mængden af ingredienser så langt ned, at malingen bliver transparent. Det viser sig, at nanopartikler af kobber(I)oxid og zinkoxid er særligt effektive imod begroning, fordi de er bittesmå. Selv i ultralave koncentrationer findes de i malingen i meget stort antal med kort afstand mellem de enkelte partikler. Rurer (små krebsdyr, der sætter sig fast på overflader i vandet, red.) og alger opfatter derfor malingen som en frastødende barriere,” siger Søren Kiil.
Andre solceller til havs
Det er dog ikke kun den amerikanske flåde, der kan nyde gavn af opfindelsen. Ude på Nordsøen flyder nemlig solceller med bølgernes bevægelser som en del af fremtidens grønne energiløsninger. Selvom langt de fleste solceller findes på tage og i anlæg, har de firkantede paneler, der udnytter solens energi til at producere strøm, også potentiale på eller i havet.
Lige nu er den globale kapacitet af flydende solceller blot på omkring 4.000 megawatt (MW), men allerede i 2030 forventes tallet at stige til 30.000 MW. Til sammenligning nåede den samlede kapacitet medregnet solceller på landjorden 2 mio. MW i 2024. Selvom mængden af flydende solceller og undervandssolceller blot er en dråbe i havet af den samlede kapacitet, giver de mulighed for at udnytte havets åbne plads og eksisterende infrastruktur, som f.eks. mellem havvindmøller.
Ligesom med dronerne vil solceller under havet dog også blive blokeret af begroning, og der er en risiko for, at bølgeskvulp danner grobund for begroning på de flydende solcelleplatforme. Derfor ser DTU-forskerne også et potentiale for brugen af malingen på solceller under og på havet i fremtiden. Lige nu er næste opgave dog at udvikle en maling, der også virker på sensorer og kameraer under vand, hvilket kræver en endnu mere gennemsigtig maling.
