02-06-2015 07:17 | Door: Thijs ten Brinck

Energiecentrales die gebruik maken van een stoomturbine kunnen dankzij een dun laagje koolstof op de warmtewisselaars 2 tot 3 procent meer elektriciteit opwekken.

Onderzoekers van het MIT hebben een grafeen-coating ontwikkeld voor warmtewisselaars. Deze laat de afgekoelde stoom in een stoomturbine vier keer sneller condenseren. Ook geeft de stoom zijn restwarmte sneller af aan warmtenetten of andere processen in een energiecentrale.

De relatief kleine efficiëntiewinst van 2 tot 3 procent heeft op de schaal van energiecentrales toch een enorme impact. “Het vertaalt zich in miljoenen dollars besparing per centrale”, zegt onderzoeker Daniel Preston. Dankzij de verbeterde warmte-uitwisseling verstookt een elektriciteitscentrale minder brandstof en stoot hij minder CO2 uit. Ook in de chemie en industrie zijn warmtewisselaars van groot belang.

Efficiënte stoomturbines

In de stoomturbines van elektriciteitscentrales verhitten steenkolen, zonnespiegels, uranium of duurzame brandstoffen water tot stoom met een hoge termperatuur. De stoom brengt een turbine aan het draaien waarmee elektriciteit wordt opgewekt. 

Installaties zijn zo ontworpen dat zoveel mogelijk proceswater in het systeem blijft. Maar voordat het water in de stoomcyclus opnieuw verhit kan worden, moet de gebruikte stoom eerst condenseren tot vloeibaar water. Dat laatste proces is dankzij het grafeen veel efficiënter te maken.

Op warmtewisselaarbuizen zonder de coating ontstaat een dunne film water die de uitwisseling van warmte afremt. Het waterafstotende grafeen zorgt dat er veel kleine druppeltjes vormen en dat het koele metalen oppervlak van de warmtewisselaars te allen tijde beschikbaar blijft voor de waterdamp.

In laboratorium tests bleek de coating zeer robuust en steeg de efficiëntie van de warmte uitwisseling met 400 procent. Volgens de onderzoekers is zelfs 700 procent haalbaar.

Bron: MIT Newsoffice | Foto: Sonny Abesamis, via Flickr Creative Commons (Cropped by Duurzaambedrijfsleven)