Marcella La Cioppa I ricercatori del MIT hanno ideato un metodo attraverso cui riuscire a far bollire l'acqua in modo più efficiente, e con un grande risparmio per quanto riguarda il consumo di energia. Si tratta di un sistema ancora sviluppato in laboratorio, il prossimo passo sarà renderlo applicabile e accessibile
©Oskanov/123rf
I ricercatori del MIT hanno trovato un modo per ridurre significativamente il consumo di energia, e riuscire a far bollire l’acqua in modo più efficiente.
Il tutto è stato realizzato attraverso un trattamento superficiale appositamente progettato.
Gli scienziati avvertono che questa scoperta iniziale è ancora su scala di laboratorio e, quindi, sono necessari maggiori studi per sviluppare un processo pratico su scala industriale.
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Lo studio
Il coefficiente di scambio termico (HTC) e il flusso di calore critico (CHF) sono due parametri chiave che descrivono il processo di ebollizione. Generalmente c’è un compromesso tra i due nella progettazione dei materiali, quindi tutto ciò che migliora uno di questi parametri tende a peggiorare l’altro.
Entrambi sono cruciali per l’efficienza del sistema e ora, dopo anni di lavoro, attraverso la combinazione di diverse trame aggiunte alla superficie di un materiale, il team di scienziati è riuscito a migliorare significativamente entrambe le proprietà allo stesso tempo.
Entrambi i parametri sono importanti, ma migliorarli insieme è piuttosto complicato perché se abbiamo molte bolle sulla superficie di ebollizione significa che questo processo è efficiente, ma se abbiamo troppe bolle sulla superficie queste possono fondersi insieme, formando un vapore. Questo vapore introduce resistenza al trasferimento di calore dalla superficie calda all’acqua. Se abbiamo vapore tra la superficie e l’acqua, ciò impedisce l’efficienza del trasferimento di calore.
Quindi, cosa hanno fatto i ricercatori? Hanno compreso che l’aggiunta di una serie di cavità su microscala, o ammaccature, a una superficie è un modo per controllare il modo in cui si formano le bolle sulla superficie stessa.
Quindi, i ricercatori hanno creato una serie di ammaccature larghe 10 micrometri, separate da circa 2 millimetri, per prevenire la formazione del vapore. Ma quella separazione riduce anche la concentrazione di bolle sulla superficie, che può ridurre l’efficienza di ebollizione.
Per compensare ciò, il team ha creato minuscole protuberanze e creste su scala nanometrica, che aumentano l’area superficiale e promuovono il tasso di evaporazione sotto le bolle.
In questo modo, sono stai in grado di migliorare il processo di ebollizione fornendo una maggiore superficie esposta all’acqua.
Questo lavoro ha dei limiti poiché è stato svolto in condizioni di laboratorio su piccola scala, quindi, il passo successivo sarà trovare modi alternativi per rendere questo metodo più facilmente applicabile.
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Fonte: Advanced Materials
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