Новая технология сделает ветряные турбины эфективнее, а энергию дешевле: в чем ее суть

Исследовательская группа под руководством Университета Вирджинии разработала новые защитные покрытия, которые позволяют газотурбинным двигателям работать при более высоких температурах. Об этом пишет Interesting Engineering.

Как отмечают в издании, турбинные двигатели используются не только в самолетах, но и в промышленных целях, в частности для генерации энергии. Они сжигают топливо для вращения лопастей турбины, преобразуя механическую энергию в электричество.

"При более высоких температурах вы получаете большую производительность на единицу подводимого тепла", — сказала профессор и заведующая кафедрой материаловедения и инженерии в Университете Вирджинии Элизабет Дж. Опила.

Для создания более термостойкого покрытия команда исследователей сосредоточилась на материале, называемом сплавами тугоплавких металлов. Они экспериментировали с оксидами редкоземельных металлов и выявили, что комбинируя несколько редкоземельных оксидов, можно с помощью одного слоя придать им свойства, обеспечивающие лучшую защиту.

"Это позволило нам добиться более высокой производительности без сложных многослойных покрытий", отметила Кристин Ардри, выпускница лаборатории Опила.

Сообщается, что в лаборатории Опилы были созданы и испытаны новые комбинации редкоземельных элементов, таких как иттрий, эрбий и иттербий. Покрытие наносили на поверхность двумя разными методами, чтобы сравнить эффективность каждого метода в условиях экстремальной жары и реактивности.

Первый метод заключался в нагревании материала до расплавленного состояния перед распылением на поверхность. Второй — в нанесении в виде жидкой смеси, которая высыхает и затвердевает.

В издании подчеркнули, что результаты исследования являются важным шагом вперед в области газотурбинных двигателей. Сейчас технология нуждается в дополнительных испытаниях и усовершенствованиях. Улучшить покрытия и определить наилучшие методы нанесения ученые собираются, в частности, с помощью компьютерного моделирования.

"Сокращение расхода топлива и выбросов при одновременном повышении производительности двигателя выгодно не только для таких отраслей, как энергетика и авиация. Это также означает более чистую окружающую среду и более низкие расходы для повседневных потребителей", — отмечают в лаборатории.

В свою очередь Китай впервые испытывает в море плавучую фотоэлектрическую платформу, устойчивую к воздействию морских волн, планируя в будущем интегрировать ее с ветряными турбинами.