Ένας επιστήμονας που παγιδεύει το ηλιακό φως για να φτάσει σε θερμοκρασία σχεδόν 2.000 βαθμούς Φαρενάιτ

Οι μηχανικοί εργάζονται σε μια νέα λύση καθαρής ενέργειας: τη φόρτιση των κρυστάλλων με ηλιακή ενέργεια σε θερμοκρασίες έως και 1.832 βαθμούς Φαρενάιτ (1.000 βαθμούς Κελσίου), που θα μπορούσε να τους καταστήσει μια πιο πράσινη εναλλακτική στις διαδικασίες έντασης άνθρακα που λιώνουν χάλυβα και μαγειρεύουν τσιμέντο.

Νέα τεχνολογία – περιγράφεται σε μια μελέτη απόδειξης της ιδέας δημοσίευσε Σήμερα στη συσκευή – εκμεταλλεύεται την ιδιότητα του χαλαζία που του επιτρέπει να παγιδεύει το ηλιακό φως. Συνδέοντας μια συνθετική ράβδο χαλαζία σε έναν δίσκο πυριτίου που χρησιμοποιείται για την απορρόφηση ενέργειας, η ομάδα εξέτασε εάν η συσκευή θα μπορούσε να συγκρατήσει τη θερμότητα. Το ανατίναξαν με το ενεργειακό ισοδύναμο του ηλιακού φωτός από 136 ήλιους. Η θερμοκρασία της ράβδου αυξήθηκε σε περίπου 1112°F (600°C) αλλά η πλάκα απορροφήσεως έφτασε σε θερμοκρασία 1922°F (1050°C).

«Οι άνθρωποι τείνουν να σκέφτονται τον ηλεκτρισμό μόνο ως ενέργεια, αλλά στην πραγματικότητα, περίπου η μισή ενέργεια χρησιμοποιείται με τη μορφή θερμότητας», δήλωσε ο Emiliano Casati, μηχανικός στο ETH Zurich και αντίστοιχος συγγραφέας της μελέτης, στο περιοδικό Cell. εκτόξευση. «Για να αντιμετωπίσουμε την κλιματική αλλαγή, πρέπει να απελευθερώσουμε συνολικά την ενέργεια από άνθρακα».

Μέχρι τώρα, οι ηλιακοί δέκτες – συσκευές που συγκεντρώνουν τη θερμότητα από καθρέφτες που αντανακλούν το ηλιακό φως – δεν ήταν σε θέση να χειριστούν αποτελεσματικά την ηλιακή ενέργεια σε θερμοκρασίες πάνω από 1.832 βαθμούς Φαρενάιτ (1.000 βαθμούς Κελσίου). Ορισμένες από τις πιο διαδεδομένες διαδικασίες έντασης άνθρακα, όπως η κατασκευή γυαλιού, χάλυβα και τσιμέντου, απαιτούν θερμοκρασίες που υπερβαίνουν αυτό το όριο, το οποίο επιτυγχάνουν οι εταιρείες με την καύση ορυκτών καυσίμων. Μόνο η παραγωγή τσιμέντου ήταν υπεύθυνη για το 8% περίπου των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα το 2023. Σύμφωνα με το CBS NewsΗ τήξη γυαλιού ευθύνεται για περίπου 95 εκατομμύρια τόνους άνθρακα που προκαλείται από τον άνθρωπο, σύμφωνα με την έρευνα δημοσίευσε Νωρίτερα φέτος στο Journal of the American Ceramic Society.

Η προσθήκη χαλαζία στο μείγμα παραγωγής θα μπορούσε να επιτρέψει στους κατασκευαστές να επιτύχουν τις θερμοκρασίες που απαιτούνται για να εργαστούν με χάλυβα, γυαλί και τσιμέντο χρησιμοποιώντας το ηλιακό φως, αντί να βασίζονται αποκλειστικά στο Διαδικασίες που οδηγούν σε άνοδο της θερμοκρασίας του πλανήτη μας.

«Το ενεργειακό ζήτημα είναι ο ακρογωνιαίος λίθος της επιβίωσης της κοινωνίας μας», είπε ο Casati. «Η ηλιακή ενέργεια είναι άμεσα διαθέσιμη και η τεχνολογία υπάρχει ήδη για να τονώσουμε πραγματικά την υιοθέτηση της βιομηχανίας, πρέπει να δείξουμε την οικονομική σκοπιμότητα και τα οφέλη αυτής της τεχνολογίας σε μεγάλη κλίμακα».

Εκτός από τις πειραματικές δοκιμές τους, οι ερευνητές μοντελοποίησαν την αποτελεσματικότητα της εγκατάστασης και διαπίστωσαν ότι ο χαλαζίας ενισχύει την απόδοση του δέκτη. Στο μοντέλο τους, ο απροστάτευτος δέκτης ήταν 40% αποτελεσματικός στους 2.192 °F (1.200 °C), αλλά ήταν 70% αποτελεσματικός στην ίδια θερμοκρασία όταν ο δέκτης προστατεύονταν από 11,8 ίντσες (300 mm) χαλαζία.

Η ομάδα δοκιμάζει τώρα άλλα υλικά, συμπεριλαμβανομένων υγρών και αερίων, που θα μπορούσαν να λειτουργήσουν ως παγίδες θερμότητας. Μέσω των δυνατοτήτων τους να συγκρατούν τη θερμότητα, αυτά τα υλικά μπορούν να ενισχύσουν την αποτελεσματικότητα των λύσεων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας που έχουν ακόμη πολύ δρόμο να διανύσουν εάν πρόκειται να αντικαταστήσουν τη μακροχρόνια προτεραιότητα των ορυκτών καυσίμων.

περισσότερο: Οι Τεξανοί ψηφίζουν δισεκατομμύρια δολάρια σε ορυκτά καύσιμα, αποκλείοντας τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας ως επιλογή