発電所のコンデンサーのコーティングにより、年間 4 億 6,000 万トンの CO2 を削減できる可能性がある

世界が化石燃料から脱却するには時間がかかるため、エネルギー生成をより効率的にする方法を見つけることが依然として重要です。 イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校の科学者らは、復水器パイプ用の新しいコーティングを開発した。これが広く展開されれば、年間ロシア1ドル分以上の追加電力を追加できる可能性がある。

多くの種類の発電は蒸気サイクルで動作します。 基本的に、エネルギー源は、化石燃料の燃焼であろうと核分裂によるものであろうと、ボイラーで水を加熱して蒸気を生成するために使用され、その蒸気がタービンを回転させて発電します。 次に、蒸気は凝縮器に集められ、水を再利用してサイクルを継続します。

新しい研究の研究者らは、復水器パイプの熱伝達効率の改善に着手しました。 彼らは、疎水性または撥水性のある材料であるフッ素化ダイヤモンド状カーボン (F-DLC) で作られたコーティングを開発しました。 コーティングされたパイプ上で蒸気が凝縮すると、薄い膜は形成されなくなり、はるかに簡単に球状になって水滴になります。 これにより、蒸気がより速く流れ出し、より多くの蒸気がより早くパイプに接触することができます。

チームはテストで、コーティングがパイプの熱伝達特性を 20 倍向上させ、その結果全体の効率が 2% 向上することを実証しました。 大したことではないように聞こえるかもしれませんが、彼らの計算によると、すべての石炭および天然ガス発電所の効率が 2% 向上した場合、世界の CO2 排出量は年間 4 億 6,000 万トン減少し、2 兆ガロンの冷却水が削減されることになります。節約されれば、さらに 1,000 TWh の電力が生成されます。 これはロシアの年間消費量よりも多い。

「炭素、フルオレン、そして少量のシリコンを使用するだけの F-DLC でこれを達成できるのは驚くべきことです」と研究の筆頭著者であるムハマド・ホーク氏は述べています。 「銅、青銅、アルミニウム、チタンなど、ほとんどすべての一般的な金属をコーティングできます。」

重要なのは、コーティングの耐久性テストが 1,095 日間行われ、その機能がずっと維持されることが判明したことです。 摩耗テストで5,000回引っ掻かれた後も同様でした。

研究チームによれば、次のステップは、実際の産業条件下でコーティングの性能を6か月間テストすることだという。 このようなコーティングがどのように広く普及するかについてはまだ疑問があるが、たとえほんの数社の工場がそれを採用するだけでも違いが生まれ始めるはずだ。 同様のコーティングはグラフェンなどの材料で作られており、同様の結果が得られています。

「すべてがうまくいけば、これが経済的に実行可能な効果的なソリューションであることを皆さんに示したいと思っています」と、このプロジェクトの主任研究員であるネナド・ミリコビッチ氏は述べた。は絶対に優先すべきですが、今あるものを改善し続けることは依然として非常に価値があります。」

この研究はNature Communications誌に掲載された。

出典: イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校