Новый гидрофобный материал повысит эффективность электростанций

Фото: Jeffffd

Команда ученых-нанотехнологов и инженеров Массачусетского Технологического института (MIT) создала супергидрофобный материал, отталкивающий воду в 10 тыс. раз сильнее, чем поверхности, которые используются сейчас. Это открытие может серьезно повысить эффективность электростанций, работающих на ископаемом топливе, и других технологий, например, опреснительных установок, которые используют градирни (охладительные башни), сообщает extremetech.com.

Дословный перевод слова гидрофобный — «боящийся воды». Одни гидрофобные вещества не смешиваются с водой (например, масла и жиры), а другие не дают воде проникнуть в поверхность, отталкивают ее. Гидрофобные поверхности стремятся разрушить водородные связи, поэтому капли воды «отталкивают» себя от поверхности, чтобы минимизировать площадь контакта и, следовательно, нарушение молекулярной структуры. На поверхности гидрофобного материала вода образует вращающиеся капли, как, например, на лобовом стекле автомобиля или навощенном капоте или крыше. Чем выше гидрофобность материала, тем сильнее проявляется этот эффект.

В градирнях, где водяной пар соприкасается с холодной поверхностью башни, конденсируется, а затем стекает обратно, этот эффект особенно полезен. Атомные и тепловые электростанции (которые производят около 80% электроэнергии в мире) используют паровые турбины для производства энергии и градирни для превращения пара обратно в воду. Однако есть проблема: внутри градирни не гидрофобны, то есть вода там движется по кругу, что снижает эффективность системы. Новый материал от MIT может изменить ситуацию.

Существует два способа создания водоотталкивающей поверхности. Можно или покрыть ее воском, маслом, смазкой, другим специальным материалом, или использовать нанотехнологии. Во втором случае создается нанотекстурная поверхность в форме небольших столбиков (около 10 микрон) с хорошо изученными гидрофобными свойствами.

Специалисты из Массачусетса покрыли нанотекстурный гидрофобный материал тонким слоем смазки, что позволило сильно увеличить водоотталкивающие свойства. Небольшие зазоры между микростолбиками обладают достаточной капиллярной силой, чтобы удерживать смазочное масло на месте. Благодаря использованию нанотехнологий и смазочного материала гидрофобность полученного материала в 10 тыс. раз больше, чем без смазки. Поры в материале настолько малы, что нужна всего половина чайной ложки смазочного материала, чтобы покрыть квадратный ярд (0,8 м²) материала.

«Капли скользят по поверхности с сумасшедшей скоростью!» — восклицает ведущий исследователь MIT Крипа Варанасси.

Теперь Варанасси и его команда хотят узнать, насколько повысится эффективность электростанций, если в них начнут использовать инновационный материал.

«Из-за того, что почти вся мировая энергия производится паровыми турбинами, экономия даже 1% энергии — это уже огромная мощность! — говорит Варанасси, — В опреснительных установках также используются градирни, а так как в ближайшие десятилетия спрос на свежую воду будет только возрастать, опреснение станет очень важным».

Добавить TopClimat.ru в «Мои источники» в Яндекс Новости