1050 santigrat dereceye ulaşan termal yakalama cihazı. Kredi: Cihaz/Casati ve ark.

İsviçre’deki araştırmacılar, çeliği eritmek ve çimentoyu pişirmek için fosil yakıt yakmak yerine güneşten gelen ısıyı kullanmak istiyor. Kavram kanıtlama çalışması, yayınlanan 15 Mayıs dergisinde Cihaz1.000°C’nin (1.832°F) üzerindeki sıcaklıklarda güneş enerjisini yakalamak için sentetik kuvars kullanıyor ve bu da yöntemin karbon yoğun endüstriler için temiz enerji sağlamadaki potansiyel rolünü gösteriyor.

İsviçre’deki ETH Zürih’ten ilgili yazar Emiliano Casati, “İklim değişikliğiyle mücadele etmek için genel olarak enerjiyi karbondan arındırmamız gerekiyor” diyor. “İnsanlar elektriği yalnızca enerji olarak düşünme eğilimindedir, ancak aslında enerjinin yaklaşık yarısı ısı biçiminde kullanılıyor.”

Cam, çelik, çimento ve seramik, modern uygarlığın tam kalbinde yer alır ve araba motorlarından gökdelenlere kadar her şeyin inşası için gereklidir. Ancak bu malzemelerin üretimi 1000°C’nin üzerinde sıcaklıklar gerektirir ve büyük oranda yanmaya dayanır. ısı için.

Bu endüstriler küresel enerji tüketiminin yaklaşık %25’ini oluşturmaktadır. Araştırmacılar, binlerce güneşi takip eden aynayla ısıyı yoğunlaştıran ve üreten güneş alıcılarını kullanarak temiz enerji alternatifi keşfettiler. Ancak bu teknolojinin aktarılmasında zorluklar vardır. 1.000°C’nin üzerinde verimli bir şekilde çalışır.

Güneş alıcılarının verimliliğini artırmak için Casati, güneş ışığını yakalayabilen kuvars gibi yarı saydam malzemelere yöneldi; bu olaya termal tuzak etkisi adı verildi. Ekip, enerji emici olarak opak bir silikon diske sentetik bir kuvars çubuk bağlayarak bir termal yakalama cihazı hazırladı.

Cihazı 136 güneşten gelen ışığa eşdeğer bir enerji akışına maruz bıraktıklarında, emici plaka 1.050°C’ye (1.922°F) ulaşırken, kuvars çubuğun diğer ucu 600°C’de (1.112°F) kaldı.

Casati, “Önceki araştırmalar yalnızca 170°C’ye (338°F) kadar termal tuzak etkisini göstermeyi başarmıştı” diyor. “Araştırmamız, güneş enerjisiyle termal tuzaklamanın yalnızca düşük sıcaklıklarda değil, aynı zamanda 1.000°C’nin oldukça üzerinde çalıştığını gösterdi. Bu, onun gerçek dünyadaki endüstriyel uygulamalardaki potansiyelini göstermek açısından çok önemli.”

Ekip, bir ısı transferi modeli kullanarak kuvarsın farklı koşullar altında termal yakalama verimliliğini de simüle etti. Model, termal yakalamanın aynı performansla daha düşük konsantrasyonlarda veya eşit konsantrasyon için daha yüksek termal verimlilikte hedef sıcaklığa ulaştığını gösterdi. Örneğin, son teknoloji ürünü (korumalı) bir alıcı, 1.200°C’de, 500 güneş konsantrasyonunda %40 verime sahiptir.

300 mm kuvars ile korunan alıcı aynı anda %70 verim elde ediyor ve konsantrasyon. Korumasız alıcı, karşılaştırılabilir performans için en az 1000 güneş konsantrasyonu gerektirir.

Casati ve meslektaşları şimdi termal yakalama etkisini optimize ediyor ve yöntemin yeni uygulamalarını araştırıyor. Şu ana kadar araştırmaları umut vericiydi. Farklı sıvılar ve gazlar gibi diğer malzemeleri keşfederek daha da yüksek sıcaklıklara ulaşmayı başardılar. Ekip ayrıca bu yarı saydam malzemelerin ışığı veya radyasyonu absorbe etme yeteneğinin bunlarla sınırlı olmadığını da belirtti. .

Casati, “Enerji sorunu toplumumuzun hayatta kalması için bir temel taşıdır” diyor. “Güneş enerjisi kolaylıkla bulunabiliyor ve teknoloji zaten mevcut. Endüstrinin benimsenmesini gerçekten motive etmek için, ve bu teknolojinin geniş ölçekte avantajları.”

Daha fazla bilgi:
1000 ºC ve üzeri güneş ısıl tuzağı, Cihaz (2024). DOI: 10.1016/j.device.2024.100399. www.cell.com/device/fulltext/S2666-9986(24)00235-7

Alıntı: Bilim insanları fosil yakıt yerine güneş enerjisiyle 1.000°C’nin üzerinde ısı üretiyor (2024, 15 Mayıs) 15 Mayıs 2024 tarihinde https://techxplore.com/news/2024-05-scientists-generate-1000c-solar-power adresinden alındı. HTML

Bu belge telif haklarına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amacıyla yapılan her türlü adil işlem dışında, yazılı izin alınmadan hiçbir kısmı çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgilendirme amaçlı sağlanmıştır.



Kaynak