Отвикването на света от изкопаемите горива ще отнеме известно време, така че намирането на начини за по-ефективно производство на енергия все още е важно. Учени от Университета на Илинойс Урбана-Шампейн са разработили ново покритие за тръбите на парния кондензатор, което, ако бъде широко разпространено, потенциално може да добави повече от стойността на Русия допълнителна мощност годишно.
Много видове генериране на електроенергия работят върху парния цикъл. По същество енергиен източник – независимо дали това е изгаряне на изкопаеми горива или чрез ядрен делене – се използва за нагряване на вода в котел за производство на пара, която след това се насочва към въртене на турбина, генерирайки електричество. След това парата се събира в кондензатор, за да се възстанови водата, за да продължи цикълът.
Изследователите на новото проучване се стремят да подобрят ефективността на преноса на топлина на кондензаторните тръби. Те разработиха покритие, направено от флуориран диамант-подобен въглерод (F-DLC), материал, който е хидрофобен или водоотблъскващ. Когато парата кондензира върху покритите тръби, тя вече не образува тънък филм, а много по-лесно се събира на топки в капчици. Това му помага да изтича по-бързо, позволявайки на повече пара да влезе в контакт с тръбата по-рано.
В своите тестове екипът демонстрира, че покритието повишава топлопреносните свойства на тръбата с коефициент 20, което води до общо повишаване на ефективността от 2%. Това може да не звучи като много, но според техните изчисления, ако всички електроцентрали на въглища и природен газ бяха с 2% по-ефективни, тогава годишно глобалните емисии на CO2 ще намалеят с 460 милиона тона, 2 трилиона галона вода за охлаждане ще бъдат спестени и ще бъдат генерирани допълнителни 1000 TWh електроенергия. Това е повече от Русия консумира за една година.
„Забележително е, че можем да постигнем това с F-DLC, нещо, което използва само въглерод, флуорен и малко силиций“, каза Мохамед Хоке, водещ автор на изследването. „И може да покрие почти всеки обикновен метал, включително мед, бронз, алуминий и титан.“
Важно е, че покритията са тествани за издръжливост в продължение на 1095 дни и е установено, че запазват функцията си през цялото време. Те също го направиха, след като бяха надраскани 5000 пъти при тест за абразия.
Следващата стъпка, казва екипът, е да се тества ефективността на покритието в реални промишлени условия в продължение на шест месеца. Въпреки че все още има въпроси за това как такова покритие може да бъде пуснато в широка употреба, дори само няколко растения, които го приемат, трябва да започнат да правят разлика. Подобни покрития са направени от материали като графен, с подобни резултати.
„Ако всичко върви добре, надяваме се да покажем на всички, че това е ефективно решение, което е икономически жизнеспособно“, каза Ненад Милкович, водещ изследовател на проекта. „Искаме нашето решение да бъде прието, защото, въпреки че развитието на възобновяема енергия трябва да бъде абсолютно приоритет, все пак си заслужава да продължим да подобряваме това, което имаме сега.“
Изследването е публикувано в списанието Nature Communications.
източник: Университет на Илинойс Урбана-Шампейн
Публикациите се превеждат автоматично с google translate
