Новий композит гарячої лави міг би революціонізувати доступність сонячної енергії

$config[ads_kvadrat] not found

Мультики про машинки новые серии 2017 - Кто сильнее! Лучшие мультфильмы для детей /#мультик игра

Мультики про машинки новые серии 2017 - Кто сильнее! Лучшие мультфильмы для детей /#мультик игра
Anonim

Команда під керівництвом Університету Пердью представила новий сонячний композит, який може значно поліпшити концентрацію сонячних електростанцій як за ефективністю, так і за вартістю. Природа минулого тижня. Ця співпраця між Інститутом технологій Джорджії, Університетом Вісконсіна-Медісон і Національною лабораторією Oak Ridge сподівається збільшити поточне використання сонячної енергії в США, яка залишається на рівні менше 2 відсотків нашої генерації електроенергії. Але новий матеріал команди може революціонізувати концентровану сонячну енергетику.

"Я думаю, що ми здивовано близькі", говорить професор Пердю Кеннет Санджадж Обернено.

Композит, виготовлений з амінокислого карбіду цирконію та мет аль-вольфраму, підпадає під категорію матеріалів, які називаються "керметами", відомими своєю здатністю витримувати високі температури і тиск. Популяризовані після Другої світової війни за використання в реактивних двигунах, ВПС США (ті, хто придумав термін) "металокераміка" стали переходом до літаків і космічних ракет. І хіп заміни.

Команда Пердю взяла до уваги якості металокераміки і знайшла нове високотемпературне середовище, щоб перевірити його: концентровані електростанції.

На відміну від типової фотогальванічної сонячної ферми з непрацюючими панелями, встановленими на фермах або на дахах, концентровані сонячні електростанції - це, в основному, великомасштабний, добротний варіант спалювання мурах під збільшувальним склом. Ці рослини використовують дзеркала або лінзи, щоб концентрувати енергію від сонця. Замість мертвих мурах ми отримуємо тепло, що передається розплавленим солям. Пластини з нержавіючої сталі або сплавів на основі нікелю використовуються для передачі тепла від солей до рідини, яка розширюється, щоб розкрутити турбіну, яка, нарешті, дає вам електрику. Пердю використовував надкритичний СО2 в якості рідини, про яку йдеться, так само як CO2 при таких високих температурах і тисках, що він існує десь між рідиною або газом.

Ця техніка збору тепла від сонця означає, що отримують концентровані електростанції гарячий. Матеріал пластин, що використовуються для передачі тепла, є одним з вузьких місць у системі - нинішні сплави з нержавіючої сталі або сплави на основі нікелю мають потужність близько 550 градусів Цельсія перед пом'якшенням, трохи менше ніж на 100 градусів, ніж найбільш гаряча планета Сонячної системи, Венера.

Після механічних випробувань в Національній лабораторії Oak Ridge, команда виявила, що новий композит дає нам можливість пройти ще більш гаряче, приблизно до 750 градусів Цельсія, який знаходиться на прохолодній стороні лави. Кермет Purdue також є в два-три рази провіднішим, ніж існуючий промисловий стандарт.

Крім досягнення пекучих рівнів тепла, ця різниця температур дозволяє заводу збільшити перетворення тепла на електроенергію більш ніж на 20%. Масштабується, нова ефективність від кераміко-металевого композиту буде дешевше, ніж поточні матеріали, і може допомогти різко зменшити викиди вуглекислого газу.

Вражаючий, як і керамічні метали, команда спочатку зіткнулася з проблемами корозії, оскільки надкритичний CO2 окислює пластини, знижуючи їх продуктивність. Але, спираючись на фундаментальні концепції хімії, зрозуміли, що додавання шару міді до поверхні металокерамічних пластин і додавання 50 частин на мільйон оксиду вуглецю до надкритичного СО2 пом'якшує проблему. Команда подала патент на новий матеріал.

Станом на 2018 рік, концентровані сонячні електростанції виробляють близько 1400 МВт енергії для США на рік. Хоча в даний час дешевше збирати сонячне світло за допомогою традиційних фотоелектричних батарей, акумулятори для зберігання коштують дорого - це фактично дешевше зберігати тепло, як це робиться через концентровану сонячну енергію. Завдяки цьому новому композиту витрати на збір тепла падають. У поєднанні зі здатністю допомагати подолати розрив енергії, представленої сонячною енергією в нічний час, це робить концентровану сонячну енергію значно конкурентоздатнішою.

"Я думаю, що це цікавий час для інжинірингу матеріалів", - коментує Sandhage. «Існують дуже серйозні проблеми, з якими ми стикаємося, але це питання виконання важких інженерних зусиль, щоб принести потрібні матеріали, створити правильний дизайн і продовжувати збивати проблеми. Ми в захваті від ролі, яку ми можемо грати ».

$config[ads_kvadrat] not found