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用塗層簡易提高電廠蒸汽冷凝器效率,全球可年減 4.6 億碳排

科技新報

更新於 2023年08月24日14:12 • 發布於 2023年08月24日15:15

要擺脫化石燃料還需要一段時間,目前火力發電仍是許多國家調度電力的幫手,因此提高能源生產效率有其必要性,如今美國科學家,為發電廠的蒸汽冷凝器管線開發新塗層,可將煤炭和天然氣發電廠的效率提高 2%。

燃煤、燃氣到核能,基本上都是採用熱力發電,水被加熱後轉變為蒸汽,推動蒸汽輪機運轉,帶動發電機工作,之後再回收蒸汽凝結水繼續循環。

因此美國伊利諾大學厄巴納-香檳分校研究員,瞄準冷凝器管線的導熱效果,開發一種由氟化類金剛石碳(F-DLC)製成的塗層,當水蒸氣接觸到 F-DLC 時,不會在管線上形成薄膜,而是更容易凝結聚集成水滴,水滴迅速流走後,管線自然能接觸到更多蒸汽。

研究實驗指出,F-DLC 塗層將管線的導熱性能提高 20 倍,進而提升整體效率 2%。聽起來不是很多,但團隊計算後發現,如果所有燃煤和燃氣電廠效率提高 2%,那麼每年全球二氧化碳排放量就能減少 4.6 億噸,減少 2 兆加侖冷卻水。

整體節省下來,還可額外產生 1,000 TWh 電力。研究主要作者 Muhammad Hoque 表示,這種材料也只用碳、芴(fluorene,存在於汽車廢氣、玉米須以及煤焦油的高沸點組分中)和少量矽,相當便宜,且還可以塗在銅、青銅、鋁和鈦等常見金屬上。

團隊指出,塗層經過 1,095 天的耐久測試,功能都沒有流失掉,磨損測試中就算被刮 5,000 次,表現也依然良好,因此團隊下一步,是在真實工業條件中測試塗層性能 6 個月。計畫首席研究員 Nenad Miljkovic 表示,如果一切順利,希望向大眾展示這是一個經濟可行的有效解決方案,儘管目前發展再生能源絕對是優先事項,但持續蓋善既有的設備,也是非常值得。

(首圖來源:伊利諾大學厄巴納-香檳分校

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