افزایش بهره‌وری نیروگاه های برق با فناوری جدید

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما؛ به نقل از وبگاه دانشگاه ایلینویز، بسیاری از انواع نیروگاه‌های برق روی چرخه بخار کار می‌کنند. اساساً، یک منبع انرژی برای سوزاندن سوخت‌های فسیلی یا از طریق شکافت هسته‌ای برای گرم کردن آب در دیگ بخار برای تولید بخار استفاده می‌شود. سپس این بخار برای چرخاندن یک توربین هدایت می‌شود و برق تولید می‌شود.
محققان دانشگاه ایلینویز در مطالعه جدید قصد داشتند کارایی انتقال حرارت لوله‌های کندانسور را بهبود بخشند. آن‌ها پوششی از کربن الماس مانند فلوئوردار (F-DLC) ساخته اند که ماده‌ای آب گریز است. هنگامی که بخار بر روی لوله‌های پوشش داده شده متراکم می‌شود، دیگر یک لایه نازک تشکیل نمی‌دهد و با سهولت بیشتری به قطرات تبدیل می‌شود. این شرایط به خروج سریعتر آن کمک می‌کند و باعث می‌شود بخار بیشتری، سریع‌تر با لوله تماس پیدا کند.
در آزمایش‌های خود، تیم تحقیقاتی نشان داد که پوشش، خواص انتقال حرارت لوله را تا ۲۰ درصد افزایش می‌دهد که منجر به افزایش بازده کلی ۲ درصدی می‌شود. این ممکن است خیلی زیاد به نظر نرسد، اما طبق محاسبات آنها، اگر همه نیروگاه‌های زغال سنگ و گاز طبیعی ۲ درصد کارآمدتر باشند، انتشار سالانه جهانی CO2، ۴۶۰ میلیون تن کاهش می‌یابد، ۲ تریلیون گالن آب خنک کننده کمتر مصرف می‌شود و ۱۰۰۰ تراوات ساعت برق اضافی تولید می‌شود. این مقدار انرژی بیشتر از مصرف کشور روسیه در یک سال است.
نویسنده اصلی این مطالعه گفت: قابل توجه است که ما می‌توانیم با F-DLC به این هدف برسیم، چیزی که فقط از کربن، فلورن و کمی سیلیکون ساخته شده است و می‌تواند تقریباً هر فلز رایج از جمله مس، برنز، آلومینیوم و تیتانیوم را پوشش دهد.
نکته مهم این است که دوام این پوشش‌ها به مدت ۱۰۹۵ روز مورد آزمایش قرار گرفتند و مشخص شد که عملکرد خود را برای تمام مدت حفظ می‌کنند. آن‌ها همچنین پس از ۵۰۰۰ بار خراشیدن در آزمایش سایش کار خود را به درستی انجام دادند.
تیم تحقیقاتی اعلام کرد؛ گام بعدی آزمایش عملکرد پوشش در شرایط صنعتی واقعی به مدت شش ماه است. در حالی که هنوز سوالاتی در مورد چگونگی استفاده گسترده از چنین پوششی وجود دارد، حتی چند نیروگاهی که از آن استفاده می‌کنند باید شروع به ایجاد تفاوت کنند. پوشش‌های مشابهی از موادی مانند گرافن ساخته شده‌اند که نتایج مشابهی به همراه داشته است.