石墨烯涂層冷凝器可為電廠節能
更新時間:2015-08-22 06:23
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蒸汽發電的基本要素之一是冷凝水傳熱。在蒸汽動力發電廠,水被加熱產生蒸汽推動渦輪轉動,轉動的渦輪產生電能。在此過程中,蒸汽被凝結回水,循環再次開始。
冷凝器效率提高是因為石墨烯能夠抗拒形成凝氣膜。在典型的冷凝器系統中,金屬線圈(通常是銅)被放置在蒸汽流內,在某些系統中,凝結過程導致金屬線圈外部出現一層薄薄的水膜;在另一些系統中,則形成水滴。當水膜形成時,冷凝器的熱傳導受到一定程度的抑制。
研究人員利用石墨烯的疏水特性來確保冷凝器線圈上形成水滴。雖然聚合物涂料或多或少地也能達到這種效果,但它們會迅速降解,更糟的是,有時候太厚,反而帶來更大的問題——比水膜本身造成的抑制作用還要嚴重。
在100攝氏度的純水蒸氣環境下測試材料后,研究人員發現,石墨烯涂層金屬比裸金屬的熱傳導效率高出4倍,他們還計算出通過優化系統中的不同溫度,效率可以提高5倍到7倍。
最重要的是,石墨烯涂層在超過兩個星期的測試時間內,沒有消解的跡象,而聚合物涂層在3個小時內就開始降解,12個小時內完全失效。
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