پوشش سطح طراحی شده برای بهبود راندمان نیروگاه برنده جایزه نوآوری آب 2022 شد | اخبار MIT

برنده جایزه نوآوری آب امسال، شرکتی است که ماده ای را تجاری می کند که می تواند کارایی نیروگاه ها را به طور چشمگیری بهبود بخشد.

این شرکت، Mesophase، در حال توسعه یک کندانسور بخار نیروگاهی کارآمدتر است که از یک پوشش سطحی توسعه یافته در آزمایشگاه Evelyn Wang، پروفسور مهندسی فورد MIT و رئیس دپارتمان مهندسی مکانیک استفاده می‌کند. چنین کندانسورهایی که بخار را به آب تبدیل می‌کنند، در قلب فرآیند استخراج انرژی در بیشتر نیروگاه‌های جهان قرار دارند.

در مسابقه برنده، بنیانگذاران شرکت گفتند که معتقدند پوشش کم‌هزینه و بادوام آن‌ها عملکرد انتقال حرارت این نوع کندانسورها را بهبود می‌بخشد.

Yajing Zhao SM گفت: “چیزی که ما را در مورد این فناوری هیجان زده می کند این است که در زمینه کندانسور، این اولین بار است که پوششی را می بینیم که می تواند به اندازه کافی برای کاربردهای صنعتی دوام بیاورد و با پتانسیل بالایی برای افزایش مقیاس ساخته شود.” ’18، که در حال حاضر کاندیدای دکترای مهندسی مکانیک در MIT است. “در مقایسه با آنچه در دانشگاه و صنعت موجود است، ما معتقدیم که شما عملکرد رکوردی را از نظر انتقال حرارت و طول عمر خواهید دید.”

در بیشتر نیروگاه ها، کندانسورها بخار را خنک می کنند تا به آب تبدیل شود. تغییر فشار ناشی از این تبدیل، خلاء ایجاد می کند که بخار را از طریق یک توربین می کشد. پوشش سطحی در انتظار ثبت اختراع مزوفاز، توانایی کندانسورها را برای انتقال گرما بهبود می‌بخشد، بنابراین به اپراتورها اجازه می‌دهد تا نیرو را به طور موثرتری استخراج کنند.

بر اساس آزمایش‌های آزمایشگاهی، این شرکت پیش‌بینی می‌کند با استفاده از زیرساخت‌های موجود می‌تواند تولید نیروگاه را تا ۷ درصد افزایش دهد. از آنجایی که کندانسورهای بخار در سراسر جهان مورد استفاده قرار می گیرند، این پیشرفت می تواند به افزایش تولید برق جهانی تا 500 تراوات ساعت در سال کمک کند که معادل تامین برق حدود 1 میلیارد نفر است.

افزایش بهره وری نیز منجر به مصرف کمتر آب می شود. آب فرستاده شده از برج های خنک کننده یک وسیله معمول برای خنک نگه داشتن کندانسور است. این شرکت تخمین می‌زند که سیستمش می‌تواند برداشت آب شیرین را به میزانی معادل 50 میلیون نفر در سال کاهش دهد.

پس از اجرای آزمایشی، این شرکت معتقد است که مواد جدید را می توان در نیروگاه ها در طول تعمیر و نگهداری برنامه ریزی شده منظم که هر دو تا پنج سال یک بار انجام می شود، نصب کرد. این شرکت همچنین در حال برنامه ریزی برای همکاری با سازندگان کندانسور موجود است تا سریعتر وارد بازار شود.

مایکل گنگمی از Mesophase، یک کاندیدای MBA در دانشکده مدیریت اسلون MIT می‌گوید: «همه اینها کار می‌کند زیرا یک خازن با فناوری ما در آن به‌طور قابل‌توجهی اقتصادی جذاب‌تر از آنچه در بازار امروز می‌بینید، دارد.

این شرکت قصد دارد کار خود را در فضای زمین گرمایی ایالات متحده آغاز کند، جایی که Mesophase ارزش فناوری آن را حدود 800 میلیون دلار در سال برآورد می کند.

گنگمی گفت: «بیشتر ظرفیت زمین گرمایی در ایالات متحده در دهه 50 و 60 ساخته شد. این بدان معناست که بیشتر این نیروگاه‌ها بسیار کمتر از ظرفیت کار می‌کنند و آنها اغلب در فناوری‌هایی مانند ما سرمایه‌گذاری می‌کنند تا توان تولیدی خود را حفظ کنند.»

این شرکت تا حدی از پول جایزه برای شروع آزمایش در یک محیط واقعی نیروگاه استفاده خواهد کرد.

گنگمی گفت: «ما در مورد این پیشرفت‌ها هیجان‌زده هستیم، اما می‌دانیم که این پیشرفت‌ها تنها گام‌های اولیه هستند تا به سمت کاربردهای انرژی گسترده‌تر حرکت کنیم.

جایزه نوآوری آب MIT به ترجمه تحقیقات و ایده های مرتبط با آب به کسب و کار و تأثیرگذاری کمک می کند. هر سال، تیم‌های فینالیست تحت رهبری دانشجویان، نوآوری‌های خود را به دانشجویان، اساتید، سرمایه‌گذاران و افرادی که در صنایع مختلف مرتبط با آب کار می‌کنند، ارائه می‌کنند.

رویداد امسال که در قالب ترکیبی مجازی در آزمایشگاه رسانه MIT برگزار شد، شامل پنج تیم فینالیست بود. جایزه 15000 دلاری رتبه دوم به Livingwater Systems داده شد که سیستم های قابل حمل جمع آوری و تصفیه آب باران را برای جوامع آواره و خارج از شبکه فراهم می کند.

محصول این شرکت شامل یک توری ارزان قیمت است که برای جمع آوری آب روی پشت بام ها می رود و یک واحد ذخیره سازی تاشو که دارای فیلتر رسوب است. آب پس از استفاده از قرص های کلر به واحد ذخیره سازی قابل شرب می شود.

جاشوا کائو، مدیر عامل شرکت Livingwater، گفت: “شاید بزرگترین جذابیت واحدهای ما ظرافت و سادگی آنها باشد.” هر کسی می‌تواند از راه‌اندازی آسان و بدون هیچ دانش قبلی استفاده کند.»

این شرکت می‌گوید این سیستم بر روی سقف‌های شیبدار مورد استفاده در بسیاری از سکونتگاه‌های خارج از شبکه، کمپ‌های پناهندگان و محله‌های فقیرنشین کار می‌کند. کل واحد داخل یک کوله پشتی قرار می گیرد.

این تیم همچنین خاطرنشان می کند که سیستم های جمع آوری موجود هزاران دلار هزینه دارند، نیاز به نصب متخصص دارند و نمی توان آنها را به سطوحی مانند چادر متصل کرد. Livingwater قصد دارد با سازمان‌های غیردولتی و نهادهای غیرانتفاعی شریک شود تا سیستم‌های خود را به قیمت 60 دلار بفروشد، که در مقایسه با جایگزین‌هایی مانند استفاده از آب در شهرک‌ها، صرفه‌جویی قابل توجهی در هزینه‌ها خواهد داشت.

این شرکت پاییز امسال با برنامه جهانی غذا یک پایلوت پولی اجرا خواهد کرد.

گابریلا ساعد از لیوینگ واتر، دانشجوی کارشناسی ارشد در سیاست عمومی در دانشگاه شیکاگو، گفت: «پشتیبانی از MIT برای ایجاد تیم اصلی روی زمین بسیار مهم خواهد بود. بیایید شروع به درک دوره جدیدی از امنیت آب در آمریکای لاتین و در سراسر جهان کنیم.

جایزه 10000 دلاری مقام سوم به Algeon Materials تعلق گرفت که پلاستیک های زیستی پایدار و سازگار با محیط زیست را از کلپ تولید می کند. Algeon همچنین جایزه 5000 دلاری انتخاب مخاطب را برای سیستم خود دریافت کرد که برای تولید آن نیازی به آب، کود یا زمین نیست.

سایر فینالیست ها عبارت بودند از:

• Flowless، که از هوش مصنوعی و پلت فرم اینترنت اشیا (IoT) برای شناسایی نشت و بهینه سازی فرآیندهای مرتبط با آب برای کاهش ضایعات استفاده می کند.
• Hydrologistics Africa Ltd، پلتفرمی برای کمک به مصرف کنندگان و شرکت های آب و برق در مدیریت مصرف آب. و
• Watabot که در حال توسعه سیستم‌های مستقل و مجهز به هوش مصنوعی برای نظارت بر جلبک‌های مضر در زمان واقعی و پیش‌بینی فعالیت جلبک‌ها است.

هر سال جایزه نوآوری آب، که توسط باشگاه آبی MIT برگزار می‌شود، تا سقف 50000 دلار کمک مالی به تیم‌هایی از سراسر جهان اعطا می‌کند. برنامه امسال بیش از 50 درخواست دریافت کرد. گروهی متشکل از 20 تیم نیمه نهایی یک ماه با مربیان کار کردند تا زمین ها و طرح های تجاری خود را اصلاح کنند و رشته نهایی فینالیست ها یک ماه دیگر را راهنمایی کردند.

جایزه نوآوری آب در سال 2015 آغاز شد و تا به امروز بیش از 275000 دلار به 24 تیم مختلف اهدا کرده است.