太陽光を閉じ込めて華氏2,000度近くの温度に達する科学者

エンジニアらは、新しいクリーンエネルギーソリューションに取り組んでいる。太陽エネルギーを結晶に充填し、最高華氏1,832度（摂氏1,000度）の温度にすることで、鉄を製錬したりセメントを調理したりする炭素集約的なプロセスに代わる、より環境に優しい代替手段となる可能性がある。

新しいテクノロジー – 概念実証研究で説明 出版された 今日のデバイスでは、太陽光を閉じ込めることができる石英の特性を利用しています。 研究チームは、エネルギーを吸収するために使用されるシリコンディスクに合成石英ロッドを取り付けることで、デバイスが熱を保持できるかどうかをテストしました。 彼らは、太陽136個からの太陽光に相当するエネルギーでそれを爆破しました。 ロッドの温度は約 1112°F (600°C) まで上昇しましたが、吸収プレートの温度は 1922°F (1050°C) に達しました。

「人々は電気をエネルギーとしてのみ考える傾向がありますが、実際には、エネルギーの約半分が熱の形で使用されます」とスイス連邦工科大学チューリッヒ校のエンジニアであり、この研究の責任著者であるエミリアーノ・カサティ氏は雑誌『Cell』で述べた。 打ち上げ。 「気候変動に対処するには、エネルギー全体を脱炭素化する必要があります。」

これまで、ソーラーレシーバー（太陽光を反射するミラーからの熱を集中させる装置）は、華氏1,832度（摂氏1,000度）を超える温度で太陽エネルギーを効率的に処理できませんでした。 ガラス、鉄鋼、セメントの製造など、最も広く普及している炭素集約プロセスの一部では、この制限を超える温度が必要であり、企業は化石燃料を燃焼させることでこの制限を達成しています。 セメント製造だけでも 2023 年の二酸化炭素排出量の約 8% を占めていました。 CBSニュースによると研究によると、溶けたガラスは人間の活動によって生成される約9,500万トンの炭素の原因となっている 出版された 今年初めにアメリカセラミック協会ジャーナルに掲載されました。

製造混合物に石英を追加すると、製造業者は太陽光だけに頼るのではなく、太陽光を利用して鉄鋼、ガラス、セメントの作業に必要な温度を達成できる可能性があります。 地球の温度上昇につながるプロセス。

「エネルギー問題は私たちの社会の存続の基礎です」とカサティ氏は語った。 「太陽エネルギーは容易に入手でき、この技術はすでに存在しています。業界での導入を真に促進するには、この技術の経済的実現可能性と利点を大規模に実証する必要があります。」

実験的テストに加えて、研究者らはセットアップの有効性をモデル化し、水晶が受信機の効率を高めることを発見しました。 彼らのモデルでは、保護されていない受信機は 2,192 °F (1,200 °C) で効率が 40% でしたが、受信機が 11.8 インチ (300 mm) の石英で保護されている場合、同じ温度では効率が 70% でした。

研究チームは現在、熱トラップとして機能する可能性のある液体や気体などの他の材料をテストしている。 これらの材料は、その保温能力により、長年の優先事項である化石燃料に取って代わるにはまだ長い道のりがある再生可能エネルギーソリューションの有効性を高めることができます。

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