Článek
Účinným využitím soustavy pohybujících se zrcadel a nového materiálu vědci vyvinuli solární přijímač, který byl ohřán Sluncem zatím na 1050 °C.
Tato „sluneční pec“, pokud by se uvedla do průmyslového využití, by umožnila výrobu cementu, skla, ale dokonce oceli, bez použití fosilních paliv. Výroba těchto materiálů potřebuje ohřev surovin na teplotu vyšší než 1000 °C, a to při extrémně energeticky náročném spalování fosilních paliv.
Solární pece, které využívají řadu pohyblivých zrcadel k soustředění slunečního světla na přijímač, který dosahuje vysokých teplot, by mohly být použity ve výrobních závodech jako alternativa ke spalování fosilních paliv. V současné době jsou však poměrně neefektivní při přeměně sluneční energie na teploty vyšší než 1000 °C, říká doktor Emiliano Ivan Maria Casati, odborný asistent na Katedře strojního a procesního inženýrství.
Aby se zlepšila účinnost takových zařízení, Casati a jeho kolegové navrhli solární přijímač zachycující teplo s 300 milimetrovou vrstvou křemíku kolem něj.
Křemík je poloprůhledný materiál, který umožňuje průchod světelné energie, ale blokuje tepelnou energii. To znamená, že když se křemík zahřívá z koncentrovaného slunečního světla, zabraňuje zpětnému úniku tepelné energie, zachycuje teplo a snižuje energetické ztráty v systému. Křemík zároveň vydrží teplotu, které je vystaven.
Tým testoval upravený solární přijímač v zařízení, které simuluje sluneční světlo pomocí LED diod. Jejich počáteční experimenty zjistily, že křemíkový absorbér snadno dosahuje teploty 1050 °C.
Podle modelů přenosu tepla by křemíkový štít mohl umožnit přijímačům dosáhnout teploty až 1200 °C při zachování 70 procent energie vložené do systému. Bez tohoto silikonového štítu klesá energetická účinnost při stejné teplotě na pouhých 40 procent.
Zatím se jedná o prvotní výzkum a ověření konceptu. Doktor Casati ale doufá, že v blízké budoucnosti by mohlo být vyrobeno funkční zařízení, které bude při slunečním svitu nahrazovat například sklářské pece, pochopitelně v součinnosti s jinými zdroji tepla, pokud slunce nebude dávat dostatek energie.
„Skutečně se musíme vypořádat s výzvou dekarbonizace těchto odvětví a toto by mohlo být jedním z řešení,“ říká Caseti.
Odkaz na výzkum: https://www.cell.com/device/fulltext/S2666-9986(24)00235-7
