Корейски изследователи разработиха термоустойчив материал, който издържа на 1000°C и силно UV лъчение

Изследователски екип от Корейския институт за наука и технологии (KIST) е разработил термично огнеупорен материал, който запазва оптичните си свойства дори при температури от 1000°C и при силно ултравиолетово лъчение. Материалът може да се използва в различни приложения, вариращи от космически и аерокосмически до термофотоволтаични системи (TPV).

Термичното излъчване е термин, използван за определяне на електромагнитното излъчване, излъчвано от всяка материя, чиято температура е над абсолютната нула. Излъчването е резултат от топлината, която се генерира при движението на зарядите в материала и се освобождава под формата на електромагнитно излъчване.

Учените работят върху използването на това излъчване като източник на енергия. Топлината от съоръжения като топлоелектрически централи и промишлени обекти може да бъде използвана за отопление, охлаждане и дори за производство на енергия. Когато са налице подходящи термоустойчиви материали.

Голяма част от тези изследвания са съсредоточени върху внедряването на технологията в общи условия на околната среда. За да се разшири обхватът на нейното приложение, се търсят по-нови материали които могат да работят в екстремни условия.

Генериране на електричество от Слънцето

В опитите ни постепенно да се откажем от изкопаемите горива в различни части на света се осъществяват мащабни проекти за производство на енергия с помощта на Слънцето. Въпреки това, спектърът на слънчевата радиация, който навлиза в Земята, но остава неизползван е друг възобновяем ресурс, който учените искат да използват.

„Като алтернатива на слънчевата и вятърната възобновяема енергия, чието производство на електроенергия варира в зависимост от времето. Екологичната термоелектрическа технология за производство на електроенергия, която използва лъчестата енергия, излъчвана от Слънцето и високотемпературната среда, за да генерира електроенергия набира все по-голямо внимание.“

казва Джонгбум Ким, старши изследовател в KIST, под чието ръководство екипът разработва новия термо огнеупорен материал

Как е направен новият материал?

Обикновено като огнеупорни проводящи материали се използват материали като волфрам, никел и титанов нитрид. Тези материали обаче лесно се окисляват при по-високи температури.

Според съобщението за пресата, изследователите са използвали техники за отлагане с импулсен лазер, за да изработят тънък слой с наноразмери от дозиран с лантан бариев станат оксид (LBSO). Материалът може да запази характеристиките си дори когато е изложен на температури от 1000°C. А също така и при интензивна ултравиолетова светлина от 9 MW/cm2.

Изследователският екип също така изработи топлинен излъчвател в инфрачервения диапазон, използвайки LBSO. И установи, че материалът е стабилен, когато се използва в многослойни материали или като тънък слой. Това открива възможността за използване на LBSO за производство на енергия от термофотоволтаични системи (TPV). Интересно е, че материалът позволява топлинното излъчване да се пренася към фотоволтаичните клетки без посредник. Това предотвратява окисляването му при контакт с въздуха.

„LBSO ще допринесе за справяне с изменението на климата и енергийната криза, като ускори комерсиализацията на термоелектрическото производство на електроенергия.“

добавя Ким в съобщението за пресата

Изследователите са уверени, че LBSO ще намери приложения извън производството на електроенергия и рециклирането на отпадна топлина от промишлено оборудване. Тъй като е устойчив на излагане на ултравиолетови лъчи, материалът може да управлява и топлината, генерирана от поглъщане или излагане на силна слънчева светлина. Това обикновено се случва в екстремни среди и може да помогне за развитието на приложения в областите на авиацията и космоса.

Резултатите от изследването са публикувани в списанието Advanced Science.