Учените измислиха как да топят руда с помощта на слънчева енергия

Швейцарски учени са разработили метод за достигане на температури от над 1000°C, като използват слънчева енергия вместо изкопаеми горива. Тази технология има потенциал да преобрази тежката промишленост, като например производството на стомана и цимент, които изискват високи температури. Обикновено те изискват изгарянето на големи количества изкопаеми горива, но изследователите от Федералния технологичен институт в Цюрих (ETH Zurich) предложиха алтернатива, използваща концентрирана слънчева енергия.

Екип от Цюрих е разработил устройство за улавяне на слънчева енергия, състоящо се от синтетичен кварц, който може да достигне температури до 1050 °C. Това устройство използва полупрозрачни материали за създаване на ефекта на улавяне на топлината, което позволява нагряване на абсорбиращата плоча до високи температури. Предишни изследвания са били в състояние да достигнат само 170 °C, но работата на швейцарците показва съвсем ново ниво на възможности за тази технология.

Проучване, публикувано на 15-ти май в списание Device, потвърждава възможността за използване на слънчевата енергия за осигуряване на екстремна топлина, необходима за въглеродно интензивните индустрии. Емилиано Касати от Федералния технологичен институт отбеляза, че въглеродните емисии трябва да бъдат намалени, за да се води борба с изменението на климата, и подчерта значението на използването на слънчевата енергия не само за производство на електроенергия, но и за генериране на топлина.

Производството на стъкло, стомана, цимент и керамика изисква високи температури и понастоящем разчита в голяма степен на изкопаеми горива. На тези индустрии се пада около 25% от световното потребление на енергия. Слънчевите приемници, които концентрират енергията с помощта на хиляди огледала, могат частично да решат този проблем, но тяхната ефективност при температури над 1000 °C остава ниска.

За да подобри ефективността на слънчевите приемници, екипът на Касати използва синтетичен кварц, който може да улавя слънчевата светлина и да генерира необходимата топлина. Моделът на топлопреноса показва, че екранираното с кварц устройство постига ефективност от 70% при 1200 °C и много висока концентрация, в сравнение с 40% за неекраниран приемник.

По време на изследването екипът е тествал и други материали, като например различни течности и газове, за да постигне още по-високи температури. Освен това полупрозрачните материали могат да абсорбират не само слънчевата радиация, но и други форми на излъчване, което разширява потенциалните им приложения.

Касати отбеляза, че проблемът с енергията е от ключово значение за оцеляването на обществото. Слънчевата енергия е налична и технологията вече съществува, но все още трябва да се докаже нейната икономическа жизнеспособност и ползи в промишлен мащаб. Но тази нова технология е много перспективна и явно има бъдеще.