Riscaldare l’acqua in maniera più efficiente: dal MIT la soluzione

Arriva Massachusetts Institute of Technology (MIT) una triplice superficie con differenti texture nanometriche per aumentare l’efficienza del processo di riscaldamento dell’acqua e l’ebollizione.

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credits: Youngsup Song, Evelyn Wang – https://doi.org/10.1002/adma.202200899

Una texture nanometrica per riscaldare l’acqua in maniera più efficiente

(Rinnovabili.it) – Può sembrare un elemento di poco conto, eppure anche il processo che permette di riscaldare l’acqua e portarla ad ebollizione può incidere in maniera negativa sulla produzione energetica. A rendere questo procedimento più efficiente ci hanno pensato sei giovani ricercatori del MIT, pubblicando poi i risultati sulla rivista Advaced Materials. Guidati dalla professoressa di ingegneria meccanica Evelyn Wang e dal giovane dottorando Youngsup Song, gli scienziati hanno provato a sviluppare una superficie texturizzata a livello nanometrico, in grado di ottimizzare i due parametri alla base del processo: il coefficiente di trasferimento di calore (Htc) e il flusso di calore critico (Chf). Solitamente quello che accade mettendo banalmente a scaldare una pentola d’acqua, è che questi due parametri si legano in un rapporto di reciprocità. Quando uno dei due migliora in termini di efficienza, l’altro peggiora, e l’unica soluzione è un attento equilibrio. Questo perchè man mano che aumenta l’efficienza dell’ebollizione, aumentano anche il numero di bolle presenti sulla superficie che di trasferimento del calore. Quando queste bolle diventano troppe tendono ad unirsi, formando una sorta di pellicola di vapore che crea resistenza al trasferimento di calore.

La soluzione nelle texture

Per rendere più efficiente il processo per riscaldare l’acqua i ricercatori del MIT hanno pensato di creare delle cavità microscopiche da 10 micron sulla superficie calda. In questo modo le bolle tendono ad occupare gli spazi vuoti, eliminando il problema della formazione di un unico film di vapore. D’altro canto però, anche questa soluzione lasciava spazio ad alcune controindicazione, perchè diminuendo la concentrazione di bolle diminuisce anche l’efficienza dell’ebollizione. L’ingegno dei ricercatori li ha portati ad aggiungere un ulteriore strato al materiale con una texture nanometrica formata da minuscole creste, aumentando in questo modo le superficie di contatto ed efficientando il tasso di evaporazione. Aggiungendo poi un ultimo strato composto da microspopici pilastri, al centro dei quali vengono inserite le cavità della prima texture, si aumenta anche la superficie esposta all’acqua, velocizzando il processo di ebollizione.

La combinazione delle tre superfici ha portato ai risultati migliori. Per il momento gli esperimenti sono stati condotti unicamente in laboratori in un ambiente controllato, tuttavia i risultati fanno ben sperare in una sua potenziale applicazione a livello industriale.

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