Description du projet
Un nouveau matériau de revêtement pour les condenseurs de vapeur en voie d’être commercialisé
Soutenue par le projet HARMoNIC financé par l’UE, l’École polytechnique fédérale de Zurich a mis au point un matériau nanocomposite pour le revêtement des condenseurs de vapeur métalliques utilisés dans la production d’énergie thermique. Le revêtement, composé de polytétrafluoroéthylène et de nanofibres de carbone, est superhydrophobe. Sa mouillabilité optimale garantit que les gouttelettes condensées, même inférieures à 100 μm, fusionnent et sautent spontanément de la surface. Il est le premier à maintenir un tel comportement des gouttelettes sur des périodes prolongées, dans des conditions de vieillissement accéléré. En raison de sa très faible épaisseur (environ 2 μm), le revêtement présente un coefficient de transfert de chaleur neuf fois supérieur à celui des autres matériaux utilisés dans les condenseurs de vapeur. L’objectif du projet STRUCTURED financé par l’UE est de commercialiser ce revêtement en optimisant davantage le matériau et en mettant sa production à l’échelle.
Objectif
This proposal focuses on providing a roadmap towards upscaling and commercialization of promising results obtained during the FET Innovation program HARMoNIC (grant No 801229). In particular, the coordinator partner (ETH Zurich) has developed a nanocomposite material to be coated on metallic steam condensers used in thermal power generation. The coating is composed of a mixture of polytetrafluoroethylene and carbon nanofibers and is superhydrophobic (i.e. minimal affinity to liquid water). The optimal wettability of the coating ensures that condensed droplets, even smaller than 100 μm, coalesce and spontaneously jump off the surface. Additionally, the coating is very thin (~ 2 μm) so that it has minimal thermal resistance for heat transfer. As a result, it shows a 9-fold improvement in heat transfer coefficient compared to conventional steam condensers wherein the steam condenses as an undesirable continuous liquid film. Moreover, our coating is highly robust and is the first one to sustain coalescence induced droplet jumping behavior over extended time periods under accelerated aging conditions involving exposure to hot steam flow. This enhanced mode of condensation, if maintained long enough, can provide a new direction on how future industrial condensers will be designed. We expect that such thermodynamically efficient condensers will have an immense socio-economic impact by reducing the fossil fuel consumption of thermal power plants and minimizing the associated emission of greenhouse gases. With this proposal, we plan to set the foundation for the commercialization of this technology by accomplishing the next three major steps to be followed. These are: 1) further material optimization beyond the state-of-the-art demonstration, 2) scaling up of the fabrication procedure and implementation of the technology to industrial condensers, and 3) developing a business plan and setting up a spin-off company while attracting venture capital.
Champ scientifique
Mots‑clés
Programme(s)
Régime de financement
CSA - Coordination and support actionCoordinateur
8092 Zuerich
Suisse