محققان با استفاده از یک لایه پوشش گرافنی بر سطح توربین‌ها، موفق به افزایش کارایی آن‌ها در تولید برق شدند. با این کار می‌توان انتشار گاز دی‌اکسید کربن را به حداقل رساند. معمولاً از پوشش پلیمری برای این کار استفاده می‌شود اما به دلیل دما و رطوبت بالا، آسیب می‌بینند. افزایش ضخامت پوشش نیز مانعی برای انتقال حرارت است بنابراین محققان به سراغ استفاده از گرافن رفتند.

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، در بیشتر نیروگاه‌های تولید برق جهان، اعم از نیروگاه‌های زغال‌سنگی، گاز طبیعی یا جوش هسته‌ای، برای تولید الکتریسیته از جریان بخار آب استفاده می‌شود که این بخار موجب گردش توربین‌ها می‌شود. بخار آب مجددا بازیابی شده و از نو برای تولید برق استفاده می‌شود.

متراکم کردن جریان بخار فرآیندی با کارایی پایین است که بهبود آن می‌تواند موجب افزایش کارایی خط تولید برق شود. یک گروه تحقیقاتی از مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) نشان دادند که با پوشش‌دهی سطح توربین‌ها با یک لایه از گرافن می‌توان نرخ انتقال حرارت را 4 برابر بیشتر کرد. پوشش گرافنی برخلاف پوشش‌های پلیمری رایج، دوام بالاتری ایجاد می‌کنند.

براساس آزمایش‌های انجام شده، استفاده از پوشش گرافنی و بالا بردن نرخ انتقال حرارتی در هر مرحله از چرخه تولید، کارایی سیستم 2 تا 3 درصد افزایش می‌یابد. با این کار می‌توان به میزان قابل توجهی از انتشار گاز دی‌اکسیدکربن جلوگیری کرد. نیروگاه‌های تولید برق از مهمترین مراکز انتشار گاز دی‌اکسیدکربن هستند که با بهبود فرآیند کار آن‌ها می‌توان به میلیون‌ها دلار صرفه‌جویی اقتصادی داشت.

با وجود این که تشکیل آب روی پره‌ها موجب کاهش کارایی سیستم می‌شود، معمولاً برای متراکم کردن بخار آب از میعان آب روی سطوح توربین استفاده می‌شود. بنابراین محققان همیشه به دنبال ایجاد خاصیت آبگریزی روی سطح توربین هستند.

اغلب از پوشش پلیمری برای این کار استفاده می‌شود که به دلیل دما و رطوبت بالا این پوشش‌ها آسیب می‌بینند. افزایش ضخامت پوشش نیز مانعی برای انتقال حرارت است. بنابراین محققان به سراغ استفاده از گرافن رفتند که هم خاصیت آبگریزی ایجاد کند و هم استحکام بالایی داشته و از سوی ضخامت بسیار کمی دارد.

نتایج آزمایش‌های محققان نشان داد که این لایه گرافنی می‌تواند سطح مس را به خوبی پوشانده و کارایی سیستم را بهبود دهد.

نتایج این پژوهش در قالب مقاله‌ای با عنوان "Scalable Graphene Coatings for Enhanced Condensation Heat Transfer" در نشریه Nano Letters منتشر شده است.

انتهای پیام