港城大科研新成果：“液滴拖把”技术有望引领光伏清洁革命

近年来，全球太阳能产业快速扩展，太阳能板数量迅速增加，但其表面容易因灰尘和污染物积聚而影响其能量转换效率，而传统清洁方式又存在耗水量巨大的问题。针对这一行业痛点，香港城市大学（港城大）机械工程学系带领的国际研究团队成功研发一项突破性技术——“液滴拖把”，该技术仅需极少量的水，便能有效清除太阳能板表面的沙尘及污染物，显著提升清洁效率并节约用水，有效破解太阳能产业清洁耗水痛点，为全球清洁能源转型与水资源保护提供了切实可行的解决方案。

港城大成功研发一项突破性技术“液滴拖把”，只需极少量的水，便能有效清除太阳能板表面的沙尘及污染物，显著提升清洁效率并节约用水

此研究由港城大协理副校长（资源规划）兼机械工程学系及能源及环境学院王建邦教授带领，并与英国伦敦帝国理工学院化学工程学系Omar Matar教授团队合作完成，该研究成果已于国际顶尖期刊《自然-可持续发展》（Nature Sustainability）发表，充分彰显了港城大在绿色科技研发领域的顶尖科研实力，也体现了学校在国际科研合作中的重要影响力。

目前，高压水柱是传统清洁太阳能板的方式，但其耗水量惊人。据研究数据显示，每年全球用于清洗太阳能板的水量高达120亿加仑以上。研究团队发现，清洁太阳能板的效率与液滴能量并非直接对等，即水力越大、清洁效果并非越高。反之，清洁效能在达至中等能量时最佳。这一核心发现为“液滴拖把”技术的研发奠定了关键理论基础。

“液滴拖把”技术通过精准控制液滴与太阳能板表面的冲击力度和角度，有效移除太阳能板表面上的污染物，微粒去除效率高达99.9%，并成功克服高密度微粒的挑战，清除密度比水高达六至十倍的重型微粒。此外，该技术的节水效果十分显著，相比传统清洁方式节省六至十倍的用水量，将有助全球每年用于清洁太阳能板的水量大幅降低逾八成。

“液滴拖把”技术通过精准控制冲击，有效移除太阳能板表面上的污染物

“液态拖把”的核心原理在于控制液滴与太阳能板表面的碰撞方式，利用液滴扩张及回缩时产生的物理动力，将污染物拖动并带离表面。这项技术更尤其适合位于沙漠地区的大型太阳能发电场，能够有效减轻供水压力，进一步提升再生能源的可持续性，为沙漠光伏电站的规模化、低成本运营提供了有力支撑，也为全球光伏产业布局拓展了新空间。

“液态拖把”的核心原理在于控制液滴与太阳能板表面的碰撞方式，利用液滴扩张及回缩时产生的物理动力，将污染物拖动并带离表面

王教授表示，“液滴拖把”的设计灵感源于自然界的超疏水表面在雨滴撞击时能实现自我清洁效果，例如蝴蝶翅膀和植物叶面。他说：“我们希望这项全新技术能够帮助进一步节约全球水资源，提升使用可再生能源的效率，从而产生规模化的经济和环保效益。”他补充道，这项技术是一个简单但极具影响力的研究成果，不仅验证技术的有效性，也为未来太阳能板清洁设备的工程设计提供重要参考。

研究团队之一的机械工程学系博士生卢伟健表示，为确保技术的实用性和稳定性，团队开展了多次模拟实验，利用不同尺寸的沙粒反覆进行测试，模拟真实沙漠环境。他表示，研究发现，在常见沉积于太阳能板表面的沙粒尺寸范围内，液滴撞击能有效“卷起”并移除沙粒，让每一滴液滴的撞击能量得以更充分用于带走污染物，形成高效且稳定的清洁机制。

在全球面临清洁能源转型、水资源短缺等重大环境挑战的背景下，港城大持续通过研发创新技术，为全球性迫切挑战提供切实可行的解决方案，并在进一步的推广和应用下，有助于实现更环保和更高效的可再生能源利用。此次“液滴拖把”技术突破，正是港城大深耕绿色科技领域、聚焦行业痛点的生动体现，彰显了港城大在科研创新领域的实力与担当，为推动全球可持续发展贡献智慧与力量。

关于香港城市大学

香港城市大学（港城大）是世界级教学与研究的创新枢纽，设有生物医学院、商学院、计算学院、工学院、人文社会科学院、理学院、赛马会动物医学及生命科学院、创意媒体学院、能源及环境学院、法律学院和周亦卿研究生院共11个学院，以及下设的29个学系。港城大位列全球大学第63名、亚洲大学第7名、连续三年荣膺全球最国际化大学第1名；并再度入选美国国家发明家科学院所公布全球顶尖100所获颁最多美国专利的大学，是连续九年全港排名第一。

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