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图片说明:图的左上角是一个裸铜冷凝器管,右上角是一个涂有石墨烯的冷凝器管。当置于100摄氏度的水蒸气中时,未涂层管产生的水膜转换低效率(左下角所示),而涂层显示更理想的滴状冷凝态(右下角所示)。
图片来源:phys.org
世界上大多数电厂发电装置,无论是由煤炭、天然气、或核裂变发电,都是通过驱动涡轮产生蒸汽发电。蒸汽冷凝成水,再次循环使用。
但冷凝器收集蒸汽效率非常低,提高收集效率有利于全面提高发电厂的发电效率。
现在,麻省理工学院(MIT)的一组研究人员想出了一种新方法,将这项冷凝器表面涂上一层石墨烯,只有一个原子那么厚,他们发现,这个方法使可以发电厂的凝结换热系数提高四倍,以后可能达到更高。经实验证明,与聚合物涂料不同,石墨烯涂层非常耐用。
这项研究成果由麻省理工学院研究生Daniel Preston,Evelyn Wang教授、Jing Kong教授以及其他两位教授发表在Nano Letters上。根据电力科学研究院的数据,Preston表示,改善冷凝器传热,仅仅是在电力生产周期的一个步骤,但是能使电厂效率整体提高2 - 3%,这对全球碳排放足以造成重大改善,这种发电厂代表了世界上绝大多数的发电状况。他说道:这项研究可以为电厂每年节省数百万美元。
在冷凝器控制方面,有两种基本方法这可能采取盘绕金属管的形式,通常由铜制成,并与蒸汽流接触。在某些情况下,蒸汽冷凝形成一层很薄的水覆盖在表面;在其它情况下,由于重力作用,会形成水滴悬挂在表面。
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