CO2 emisyonlarını yıllık 460 milyon ton azaltan kaplama

Illinois Urbana-Champaign Üniversitesi araştırmacılarının geliştirdiği enerji santrali kondenser kaplamasıyla karbondioksit emisyonları yılda 460 milyon ton azaltılabilir. Kaplama, verimli kullanıldığı takdirde Rusya’nın yıllık enerji tüketiminden daha fazlasını sağlayabilir.

AYŞE BAŞAK

Küresel ısınma, dünyanın dört bir köşesinde neden olduğu felaketlerle gezegenimizi nasıl bir geleceğin beklediğini bize hemen her gün hatırlatıyor. Öte yandan, dünyanın fosil yakıtlardan vazgeçmesi biraz zaman alacak gibi görünüyor. Dolayısıyla enerji üretimini az zararla daha verimli hale getirmenin yollarını bulmak hâlâ önemli. Illinois Urbana-Champaign Üniversitesi bilim insanları, buhar yoğunlaştırıcı borular için yeni bir kaplama geliştirdi. Kaplama deyip geçmemek gerek; çünkü bu kaplama, verimli kullanıldığı takdirde Rusya’nın yıllık enerji potansiyelinden daha fazlasını sağlayabilir.

DAHA VERİMLİ ISI TRANSFERİ

Birçok enerji üretimi türü, buhar döngüsü üzerinde çalışır. Esasen, ister fosil yakıtların yakılması, ister nükleer füzyon yoluyla olsun, enerji kaynağı, buhar üretmek üzere bir kazandaki suyu ısıtmak için kullanılır ve elektrik üretmek üzere bir türbini döndürmek için kanalize edilir. Buhar, daha sonra döngüyü sürdürmek için suyu geri kazanmak üzere bir yoğunlaştırıcıda toplanır.

Bilim insanları, bu yeni araştırmada, hidrofobik yani su itici bir malzeme olan florlu elmas benzeri karbondan (F-DLC) yapılmış bir kaplama geliştirerek, kondenser borularının ısı transferinin verimliliğini artırmanın yollarını aramışlar. Buhar, bu malzeme ile kaplanmış borular üzerinde yoğunlaştığında artık ince bir film oluşturmamış, çok daha kolay bir şekilde damlacıklar halinde toplanmış. Bu, daha hızlı akmasına yardımcı olmuş ve daha fazla buharın boruyla daha çabuk temas etmesini sağlamış.

RUSYA’NIN YILLIK TÜKETİMİ KADAR

Araştırma ekibi, yaptıkları deneylerde kaplamanın borunun ısı transfer özelliklerini 20 kat artırdığını ve bunun da genel verimlilikte yüzde 2’lik bir artışa yol açtığını doğruladı. Bu oran ilk bakışta fazla görünmeyebilir ama ekibin hesaplamalarına göre eğer dünyadaki tüm kömür ve doğalgaz santralleri yüzde 2 daha verimli hale gelirse küresel karbondioksit emisyonları yılda 460 milyon ton düşer ve buna bağlı olarak 2 trilyon galon soğutma suyu tüketilir. Böylelikle tasarruf sağlanır ve fazladan 1.000 TWh elektrik üretilebilir. Bu, Rusya’nın bir yılda tükettiğinden daha fazla elektrik demek.

Ekibin bir sonraki hedefi, kaplamanın performansını, gerçek dünyadaki endüstriyel koşullar altında 6 ay boyunca test etmek. Böyle bir kaplamanın dünya çapında nasıl kullanıma sunulabileceği hususu hâlâ bir soru işareti ama araştırmacılara göre başlangıç için sadece birkaç üretim tesisi bile fark yaratabilir. Araştırma ekibi, deneylerini tamamladıktan sonra icatlarının ekonomik açıdan uygun, etkili bir çözüm olduğunu göstermeyi hedefliyor. 

1.095 GÜNLÜK DAYANIKLILIK TESTİ

Araştırma ekibinin, bunu sadece karbon, floren ve biraz silikon içeren F-DLC ile başarabilmesi ve daha da önemlisi kaplamanın bakır, bronz, alüminyum, titanyum yani her türlü yaygın metale uygulanabilmesi gerçekten dikkate değer. Ayrıca kaplama, 1.095 gün süren bir dayanıklılık testine tabi tutuldu ve tüm bu süre boyunca işlevlerini korudu. Aşınma deneylerinde ise 

5 bininci çizikten sonra bile performansı değişmedi. 

11 Eylül 2023 Pazartesi