Weg met de bellen.

Een laagje aluminiumoxide van 20nm verdubbelt de warmteoverdracht van een metalen oppervlakte naar een vloeistof. Dit melden Bo Feng en collega’s van het Georgia Institute of Technology in Applied Physics Letters. Met deze vinding kan elektronica beter gekoeld worden en het opwekken van elektriciteit met behulp van stoom efficiënter gebeuren. Eventueel bewijst het ooit ook zijn dienst in de keuken.

Bij lage temperaturen is de warmteoverdracht door metaal een zeer efficiënt proces, omdat de pan dan overal bedekt is met het water. Op het moment dat het water begint te koken ontstaan er op het oppervlakte van de pan gasbelletjes, die later omhoog borrelen. Zolang deze gasbelletjes op het metaal zitten houden zij warmteoverdracht tegen. De snelheid waarin warmte in deze situatie wordt doorgegeven noemt men de kritieke hitte flux (KHF). Op dit punt hoopt er warmte op in de pan zonder dat deze kan doorstromen naar het water. Ondertussen blijft de gaspit branden. Zonde van de energie dus.

In dit onderzoek maakte men een laagje aluminiumoxide op een platina ondergrond steeds iets dikker, omdat hierdoor de warmteoverdracht steeds iets verder verbeterde. Aluminiumoxide heeft namelijk een hoge affiniteit voor water, waardoor de gasbelletjes snel van het metaal worden verdrongen. De optimale dikte van het aluminiumoxide bleek 20 nm te zijn. Op deze dikte verdubbelde de KHF.

Een eerder ontwikkelde techniek voor hetzelfde doel berustte op oppervlaktevergroting door het gebruik van nanobuisjes. Door beide technieken te combineren kan de efficiëntie nog verder verbeteren.

Bron: Applied Physics Letters

Onderwerpen