美的开发石墨烯超薄涂层提升空调换热效率延长服役周期

慧正资讯，日前，家电制造商美的集团，开发的涂覆石墨烯超薄涂层的空调换热器翅片，实现了换热器翅片防腐性能与换热效率兼顾，大幅提升空调可靠性、服役寿命以及节能长效性。据悉，石墨烯黑金翅片在耐腐蚀性、节能性、健康性方面有了质的飞跃，可以显著延长空调的服役周期。

空调主要通过传递热量来控制温度，而换热器翅片是空调的主要散热部件，通过增大散热面积实现热量的快速传递，然而翅片的腐蚀会显著降低传热效率，特别是在一些岛屿和沿海地区，日照、湿度越大，翅片的寿命就越短。减少腐蚀的其中一种解决方案是增加散热片上涂层的厚度，但同时散热片的导热性能会降低，增加运行的能耗。

空调长期使用后性能易衰减，一直是空调行业无法突破的难题。其中最容易导致空调性能下降的问题之一就是换热器翅片的耐候性不足。

家电制造商美的空调团队利用了高质量薄层石墨烯的防腐蚀、高导热、抗菌性能的这项应用，也刊登在今年5月的Nature（《自然》）期刊中。《Making leaps towards sustainable air conditioning》说明了美的空调的相关技术成果。文章详细介绍了“石墨烯超薄涂层技术”的创新性表现。该项技术可提升空调主要部件——换热器翅片的极端耐候性、抗老化能力和耐腐蚀性，并带来更高效的热量交换效率。

换热器是空调系统的核心部件，不仅负责热量传递与温度调节，更是确保空调高效稳定运行的关键所在。然而，换热器的工作环境相当复杂，常面临着腐蚀与老化的挑战。例如大气环境中的主要污染源——工业排放中的二氧化碳、硫化物、氮氧化物，机动车尾气等酸性物质，以及高温、高湿、盐雾等气候环境，甚至包括紫外线等光辐射，对于换热器都会产生腐蚀和老化影响。据COLMO对用户实际安装案例的跟进观察研究显示，即使不直接暴露在阳光下，换热器翅片也会承受将近1/6的光辐射污染腐蚀。

在明确涂层失效机理为光照、腐蚀介质、水分等多因素交互作用后，COLMO从技术创新的角度破局。

研究团队基于涂层失效机理及寿命评估模型，开发了全新的涂层铝箔评价方法，通过涂层设计及石墨烯添加，突破性的实现了防腐性能及导热性能的兼顾，使热扩散系数提升31%，老化后耐蚀性提升至原来的5倍。

石墨烯黑金翅片拥有石墨烯涂层。在室外端，该技术能够抵御强烈的酸性腐蚀威胁，实现20-50年的长效耐腐蚀。实验显示，在240小时紫外线灯直接暴晒和72小时中性盐雾环境暴露下，石墨烯黑金翅片仅有不到0.02%面积出现腐蚀情况，其耐腐蚀性能远超传统材料。

不仅如此，石墨烯涂层具有高热量传导性及高亲水性，能够使空调实现更高效的热量交换效率。实验显示，相较传统空调翅片，COLMO石墨烯黑金翅片导热率提升31%，亲水性提升92.5%，使得空调在运行过程中更加省电，同时保持高效的热交换性能。这一关键技术的产业化应用，不仅延长了空调的使用寿命，减少了运行中的碳排放，还有效减少了因金属腐蚀造成的资源浪费和环境污染；该技术突破无疑将有力推动空调行业朝着更加健康、更加长效、更加低碳的方向发展。

在室内端，石墨烯黑金翅片也展现出强大的自洁性能。其高亲水性使得蒸发器内的杂质能够随着冷凝水滑落排出，有效减少细菌和霉菌的繁殖，保持室内空气清新。

该研究成果通过Intertek加速测试认证，相当于特殊环境中20年以上的使用寿命，可以显著延长空调的服役周期。

根据慧正资讯的了解，2024年3月，这种创新涂层已经在多款高端空调产品中得到应用，并正式推向中国和全球的空调市场。首次搭载了石墨烯黑金翅片技术的柜挂空调是COLMO睿极空调系列挂机/柜机。采用了专利石墨烯涂层翅片技术，进一步杜绝油污残留，高效拦截油烟，30秒就能急速降温。6月18日，由中国轻工业联合会主持，由瞿金平院士以及中国家用电器协会、中国家用电器研究院、上海交通大学、西安交通大学、浙江大学、北京建筑大学的专家学者组成的评估委员对“空调换热器用石墨烯改性防腐涂层制备关键技术与应用”进行了技术认定，经过项目汇报、专家质询、专家评议等环节，该技术均达到国际领先水平。

根据美的集团披露的2024年半年报，美的通过“空调换热器用石墨烯改性防腐涂层制备关键技术与应用”项目，开发的高性能换热器用石墨烯改性涂层既能提升涂层防腐能力和导热性能，还能提高抗光照老化性能，实现长效节能。