Nhiều loại hình sản xuất điện hoạt động theo chu trình hơi nước. Về cơ bản, một nguồn năng lượng – cho dù đó là đốt nhiên liệu hóa thạch hay thông qua phản ứng phân hạch hạt nhân – đều được sử dụng để làm nóng nước trong nồi hơi nhằm tạo ra hơi nước, sau đó được dẫn để quay tua-bin, tạo ra điện. Hơi nước sau đó được thu vào thiết bị ngưng tụ để lấy lại nước để tiếp tục chu trình.
Các nhà nghiên cứu trong nghiên cứu mới đặt ra mục tiêu cải thiện hiệu quả truyền nhiệt của ống ngưng tụ. Họ đã phát triển một lớp phủ làm từ cacbon giống kim cương flo hóa (F-DLC), một vật liệu kỵ nước hoặc chống thấm nước. Khi hơi nước ngưng tụ trên các ống được phủ, nó không còn tạo thành màng mỏng nữa mà chuyển thành từng giọt dễ dàng hơn nhiều. Điều đó giúp hơi nước thoát ra nhanh hơn, cho phép nhiều hơi nước tiếp xúc với đường ống sớm hơn.
Trong các thử nghiệm của mình, nhóm nghiên cứu đã chứng minh rằng lớp phủ đã tăng cường đặc tính truyền nhiệt của đường ống lên gấp 20 lần, dẫn đến hiệu suất tổng thể tăng 2%. Điều đó nghe có vẻ không nhiều, nhưng theo tính toán của họ, nếu tất cả các nhà máy điện chạy bằng than và khí tự nhiên hiệu suất cao hơn 2% thì lượng khí thải CO2 toàn cầu mỗi năm sẽ giảm 460 triệu tấn, 2 nghìn tỷ gallon nước làm mát sẽ là được tiết kiệm và sẽ tạo ra thêm 1.000 TWh điện. Đó là nhiều hơn mức tiêu thụ của Nga trong một năm .
Muhammad Hoque, tác giả chính của nghiên cứu cho biết: “Thật đáng chú ý là chúng tôi có thể đạt được điều này với F-DLC, một thứ chỉ sử dụng carbon, fluorene và một ít silicon”. “Và nó có thể phủ lên hầu hết mọi kim loại thông thường, bao gồm đồng, đồng thau, nhôm và titan.”
Điều quan trọng là các lớp phủ đã được kiểm tra độ bền trong 1.095 ngày và nhận thấy rằng chúng duy trì chức năng của mình trong suốt thời gian đó. Họ cũng làm như vậy sau khi bị trầy xước 5.000 lần trong cuộc thử nghiệm mài mòn.
Nhóm nghiên cứu cho biết bước tiếp theo là kiểm tra hiệu suất của lớp phủ trong điều kiện công nghiệp thực tế trong sáu tháng. Mặc dù vẫn còn những câu hỏi về việc làm thế nào lớp phủ như vậy có thể được sử dụng rộng rãi, thậm chí chỉ cần một số nhà máy áp dụng nó cũng sẽ bắt đầu tạo ra sự khác biệt. Các lớp phủ tương tự đã được làm bằng vật liệu như graphene , với kết quả tương tự.
Nenad Miljkovic, nhà nghiên cứu chính của dự án cho biết: “Nếu mọi việc suôn sẻ, chúng tôi hy vọng cho mọi người thấy rằng đây là một giải pháp hiệu quả và có hiệu quả về mặt kinh tế”. hoàn toàn phải là ưu tiên hàng đầu, việc tiếp tục cải thiện những gì chúng tôi có hiện tại vẫn rất đáng giá.”