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节能环保新技术:石墨烯涂层冷凝器可为电厂节能

2015-06-08 01:52
瑾年Invader
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  美国麻省理工学院的研究表明,发电站的冷凝器被涂上石墨烯后能提高节能效率。按照美国电力科学研究院提供的数据计算,如果整个电厂使用这种冷凝器,效率可以提高2%到3%。

  发表在《纳米快报》上的相关论文指出,蒸汽发电的基本要素之一是冷凝水传热。在蒸汽动力发电厂,水被加热产生蒸汽推动涡轮转动,转动的涡轮产生电能。在此过程中,蒸汽被凝结回水,循环再次开始。据美国电气电子工程师协会(IEEE)《光谱》杂志网站报道,麻省理工学院的研究小组仔细考察这些冷凝器,发现其表面加上石墨烯涂层后,热传导率提高了4倍。论文作者丹尼尔·普雷斯顿说:“这意味着每个电厂每年能够节省数百万美元成本。”

  冷凝器效率提高是因为石墨烯能够抗拒形成凝气膜。在典型的冷凝器系统中,金属线圈(通常是铜)被放置在蒸汽流内,在某些系统中,凝结过程导致金属线圈外部出现一层薄薄的水膜;在另一些系统中,则形成水滴。当水膜形成时,冷凝器的热传导受到一定程度的抑制。

  研究人员利用石墨烯的疏水特性来确保冷凝器线圈上形成水滴。虽然聚合物涂料或多或少地也能达到这种效果,但它们会迅速降解,更糟的是,有时候太厚,反而带来更大的问题——比水膜本身造成的抑制作用还要严重。

  在100摄氏度的纯水蒸气环境下测试材料后,研究人员发现,石墨烯涂层金属比裸金属的热传导效率高出4倍,他们还计算出通过优化系统中的不同温度,效率可以提高5倍到7倍。

  最重要的是,石墨烯涂层在超过两个星期的测试时间内,没有消解的迹象,而聚合物涂层在3个小时内就开始降解,12个小时内完全失效。

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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