Wasserabweisende Beschichtung könnte Kraftwerke grüner machen

Die Aufbringung einer neuartigen Beschichtung auf einen Teil der Maschinen in Kraftwerken könnte die Kohlendioxidemissionen erheblich reduzieren. Die Anwendung in nur einem Kohlekraftwerk würde die jährlichen Emissionen so stark reduzieren, als würden 4.000 Autos von der Straße genommen, sagt er Kripa Varanasi , ein Professor für Maschinenbau am MIT, der an der Entwicklung der neuen Beschichtung mitgewirkt hat, die von einem Startup namens DropWise .

Auf einem Siliziumwafer mit einer neuartigen Beschichtung des Startups DropWise kondensiert Wasserdampf.

Die Beschichtung verbessert die Effizienz eines Schlüsselteils eines Kraftwerks, des Dampfkondensators. In Kraftwerken wird Brennstoff verbrannt, um Dampf zu erzeugen, der eine Turbine antreibt. Wenn der Dampf aus der Turbine austritt, muss er gekühlt und wieder zu Wasser kondensiert werden – dadurch entsteht eine Saugkraft, die hilft, die Turbine zu drehen.



Die Beschichtung hilft, diese Saugkraft zu erhöhen. Der Kondensator besteht aus einer Reihe von Rohren, und wenn Dampf auf sie trifft, verwandelt er sich in Wasser. Normalerweise sammelt sich Wasser an den Rohrwänden und verlangsamt den Kühlprozess. Die neue Beschichtung weist Wasser ab und verhindert, dass es sich ansammelt.

Forscher haben jahrzehntelang versucht, solche Beschichtungen zu entwickeln, aber bestehende Methoden zu ihrer Abscheidung – wie z. B. Sprühen – haben Probleme, die richtige Dicke herzustellen. Je nach Methode und Material waren sie entweder so dick, dass sie selbst die Abkühlung verlangsamten, oder zu dünn, um dem harten Dampf standzuhalten, sagt Jonathan Boreyko, Professor an der Virginia Tech und Experte für Wärmeübertragung, der nicht an der Arbeit beteiligt war.

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Um die richtige Dicke zu erhalten, erfanden MIT-Forscher ein neues Verfahren, bei dem zwei Gase an erhitzten Filamenten vorbeiströmen. Die Gase reagieren und bilden eine Polymerbeschichtung, die gerade dünn genug ist, um noch viel effizienter zu sein, aber dick genug, um haltbar zu sein, sagt Boreyko.

Bisher wurde die Beschichtungstechnologie nur im Labor getestet. DropWise arbeitet an Deals, um die Technologie in Kraftwerken zu testen. Während die Technologie bei Emissionen helfen könnte, wäre der Hauptanreiz für Kraftwerke, die Technologie einzusetzen, wahrscheinlich Brennstoffeinsparungen – Kraftwerksbetreiber könnten fast eine halbe Million Dollar pro Jahr einsparen.

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