Графеновое покрытие для улучшения конденсации пара поможет увеличить эффективность электростанций

Чего уж только не делают с графеном в наши дни! Его используют, как смазку ^[1] для движущихся деталей ^[2], как фильтр для воды ^[3], как средство для получения водорода из воздуха ^[4]. Ещё чуть-чуть и полетим к звёздам при помощи графеновых двигателей ^[5]и построим лифт в космос ^[6]. А вот исследователи из MIT придумали ^[7], как с помощью графенового покрытия улучшить конденсацию влаги на поверхности и ускорить тем самым её охлаждение.

В тепловых электростанциях обычно используется вода, которая нагревается при помощи выбранного источника энергии, превращается в пар, который вращает турбину, а затем конденсируется обратно в жидкость. При этом, чем эффективнее будет охлаждение и конденсация, тем больше будет общая эффективность станции.

Известно, что капельная конденсация, происходящая на гидрофобных поверхностях, эффективнее плёночной, которая происходит на смачиваемых поверхностях. Но покрытие, превращающее поверхность в гидрофобную (обычно полимерное), обычно либо химически нестабильно, либо получается слишком толстым, в результате чего весь выигрыш в эффективности пропадает.

Учёные из MIT продемонстрировали ^[8], что покрытие конденсационных поверхностей позволяет создать гидрофобную поверхность, обеспечивающую эффективную капельную конденсацию, при этом оно химически очень устойчиво и обладает хорошей теплопроводностью. По сравнению с плёночной конденсацией отвод тепла улучшается в 4 раза. По расчётам учёных, в оптимальных условиях эту цифру можно довести до 7 раз. Эксперимент длился две недели, и за это время покрытие из графена не претерпело никакой видимой деградации.

Общее увеличение эффективности электростанций при использовании таких покрытий составит всего несколько процентов – но в абсолютных цифрах, касающихся как вырабатываемой энергии, так и выбросов углекислоты (в случае, когда электростанция выделяет при работе CO₂), это будет ощутимо.

При этом, процесс нанесения графенового покрытия, известный как химическое осаждение из газовой фазы ^[9](Chemical vapor deposition, CVD), уже настолько хорошо отработан, что его можно будет начинать использовать в реальных применениях уже в течение года.

Автор: SLY_G

Источник ^[10]