Trong các nhà máy điện trên thế giới sử dụng nguồn nguyên liệu từ than, khí tự nhiên và năng lượng hạt nhân, điện được sản sinh ra nhờ vào hơi nước làm quay turbin. Lượng hơi này sau đó được ngưng tụ lại thành nước để tái sử dụng. Tuy nhiên, quá trình ngưng tụ không phải ở đâu cũng thực sự hiệu quả, vì vậy, những cải tiến cho quá trình này đã mang lại sự khác biệt rất lớn về hiệu suất của nhà máy điện.

Các nhà khoa học thuộc đại học MIT- Mỹ đã phát triển một lớp phủ trên bề mặt ống ngưng tụ hơi nước làm từ “graphene”. Graphene là tấm phẳng dầy bằng một lớp nguyên tử của một giàn tinh thể carbon hình tổ ong liên kết với nhau. Chiều dài liên kết carbon-carbon trong graphene chỉ vào khoảng 0,142nm do 2 nhà khoa  học Andrei Geim và Konstantin Sergeevich Novoselov khám phá ra và đã được trao Giải Nobel Vật lý năm 2010.

Với việc sử dụng lớp phủ graphene này đã giúp làm tăng tỷ lệ trao đổi nhiệt lên gấp 4 lần so với phủ bằng vật liệu polyme trước đây và trong tương lai có thể hơn nữa. Bên cạnh đó, lớp phủ graphene cũng cho thấy có độ bền cao hơn phủ bằng polyme trong điều kiện phòng thí nghiệm.\

Theo số liệu của Viện nghiên cứu năng lượng điện – Mỹ đã chứng minh, với cải tiến này đã giúp nâng cao hiệu suất của nhà máy nhiệt điện và nhà máy điện hạt nhân từ 2-3% và giúp tiết kiệm hàng triệu USD mỗi năm.

Đối với cách truyền thống sử dụng lớp phủ bằng vật liệu polyme lên ống kim loại đồng thường chóng bị xuống cấp trong môi trường nhiệt độ và độ ẩm cao của hơi nước. Nếu khắc phục bằng cách tăng độ dầy của lớp phủ polymer thì sẽ lại làm giảm hiệu quả trao đổi nhiệt. Trong khi đó, vật liệu graphene có tính chất kỵ nước đã mang lại kết quả rất khả quan cả về tính truyền nhiệt và độ bền, đặc biệt trong điều kiện nhiệt độ tối ưu ở 100oC có thể tăng độ truyền nhiệt tới 5-7 lần và độ bền sau 2 tuần thử nghiệm.

Ghi chú ảnh 2: ống đồng ngưng tụ không có lớp phủ (trên cùng bên trái) và ống đồng được phủ vật liệu graphene (trên cùng bên phải). Khi tiếp xúc với hơi nước 100oC, ống đồng không phủ (dưới cùng bên trái) sẽ tạo thành một màng mỏng hơi nước và ngưng tụ thành giọt dưới tác dụng của trọng lực, trong khi đó ống phủ graphene (bên dưới bên phải) sẽ tạo ngưng tụ ở xung quanh ống.

Theo scitechdaily