15日發(fā)表在《設備》雜志上的一項概念驗證研究顯示,瑞士蘇黎世聯邦理工學院的研究人員使用合成石英捕獲太陽能,獲得超過1000℃的溫度。他們計劃用這種方法煉鋼和燒制水泥,這也為高碳行業(yè)提供清潔能源提供了新思路。
玻璃、鋼鐵、水泥和陶瓷等材料的制造需要高達1000℃以上的溫度,這些行業(yè)的能源消耗約占全球能源消耗的25%。
在最新研究中,科研人員將目光聚焦在石英等半透明材料上。這種材料能夠捕獲陽光,產生所謂的熱阱效應。他們制作了一種熱捕集裝置,將合成石英棒連接到不透明的硅盤上,作為能量吸收器。當他們用相當于136倍太陽光強度的光源照射該裝置時,吸收板的溫度達到了1050℃,而石英棒的另一端溫度仍保持在600℃。
這項研究的通訊作者埃米利亞諾*卡薩蒂表示,研究表明,太陽能熱捕集器不僅在低溫下有效,而且在遠高于1000℃的情況下也能發(fā)揮作用。
研究人員還利用熱傳遞模型,對不同條件下石英的熱捕集效率進行了模擬分析。結果顯示,在較低濃度條件下,熱捕集器能達到預期的目標溫度,且性能不變。在相同濃度條件下,熱捕集器能以更高的熱效率實現目標溫度。比如,目前最先進的無屏蔽接收器在1200℃、聚光度為500個太陽光時的效率為40%。而用直徑74毫米、長度300毫米的圓柱形石英棒屏蔽的接收器,在相同溫度和聚光度下可實現70%的效率。
來源:科技日報
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