太陽(yáng)能熱捕集裝置獲得超1000攝氏度高溫

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(lián)邦理工學(xué)院的研究人員使用合成石英捕獲太陽(yáng)能，獲得超過(guò)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(yáng)光，產(chǎn)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(pán)上，作為能量吸收器。當他們用相當于136倍太陽(yáng)光強度的光源照射該裝置時(shí)，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(yáng)能熱捕集器不僅在低溫下有效，而且在高于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(jìn)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(shí)現目標溫度。比如，目前最先進(jìn)的無(wú)屏蔽接收器在1200℃、聚光度為500個(gè)太陽(yáng)光時(shí)的效率為40%。而用直徑74毫米、長(cháng)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(shí)現70%的效率。