Oamenii de știință au folosit energia solară pentru a încălzi un obiect la 1.800 de grade Fahrenheit (1.000 de grade Celsius), suficient de fierbinte pentru a alimenta un cuptor din oțel. Studiul de dovadă a conceptului, publicat pe 15 mai în jurnal Dispozitivdemonstrează modul în care energia solară ar putea înlocui combustibilii fosili în procesele de producție la temperatură înaltă, cum ar fi topirea oțelului.
Pentru a fabrica materiale precum sticla, cimentul și ceramica, materiile prime sunt încălzite la peste 1.800 F (1.000 C). În prezent, utilizarea energiei solare pentru a atinge aceste temperaturi arzătoare este costisitoare și ineficientă, astfel încât energia pe bază de carbon, cum ar fi petrolul sau cărbunele, este de obicei folosită pentru a alimenta cuptoarele în care sunt fabricate aceste materiale.
Aceste industrii sunt responsabile pentru aproximativ 25% din consumul global de energie, au scris cercetătorii în studiu.
„Pentru a aborda schimbările climatice, trebuie să decarbonizăm energia în general”, autorul corespondent Emiliano Casatiun om de știință în departamentul de inginerie mecanică și de proces de la ETH Zurich din Elveția, a declarat într-un afirmație. „Oamenii tind să se gândească la electricitate doar ca energie, dar, de fapt, aproximativ jumătate din energie este folosită sub formă de căldură”.
Oamenii de știință au explorate anterior receptoare solare sau sisteme de încălzire care transformă radiația solară în căldură prin intermediul oglinzilor de urmărire a soarelui, dar această tehnologie se luptă să spargă bariera de 1.800 F.
În noul studiu, Casati și echipa sa s-au bazat pe o proprietate numită efectul capcanei termice. În esență, materialele semi-transparente absorb puternic lumina soarelui, reemizând-o sub formă de căldură.
Deci, cercetătorii au strălucit radiatie solara pe o tijă de cuarț sintetică care a prins căldura. Apoi l-au atașat pe un vas de silicon opac, care a absorbit căldura din cristal.
Când lumina primită a strălucit cu intensitatea de 135 de sori, placa absorbantă a urcat la 1.922 F (1.050 C), în timp ce tija de cuarț a rămas la 1.112 F (600 C).
Lucrările anterioare, care nu au folosit cuarț sintetic pentru a capta energia solară, au demonstrat doar efectul de capcană termică până la 338 F (170 C), potrivit declarației.
În lucrările ulterioare, cercetătorii au testat diferite materiale, inclusiv lichide și gaze care pot acționa ca capcane termice și au reușit să atingă temperaturi și mai ridicate, potrivit declarației.
În continuare, cercetătorii vor analiza probabil modul în care această tehnologie poate fi utilizată la o scară mai mare pentru a-i oferi o șansă mai mare de a fi adoptată în toate industriile.
“Energia solară este disponibilă cu ușurință, iar tehnologia este deja aici. Pentru a motiva cu adevărat adoptarea industriei, trebuie să demonstrăm viabilitatea economică și avantajele acestei tehnologii la scară”, a spus Casați.