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巖石:意想不到的可持續(xù)太陽(yáng)能儲(chǔ)存發(fā)電站

導(dǎo)讀 坦桑尼亞的研究人員發(fā)現(xiàn),普通巖石,特別是滑石和花崗巖,可能是熱能儲(chǔ)存 (TES) 的理想選擇,它涉及儲(chǔ)存太陽(yáng)能供以后使用。下一代可持續(xù)

坦桑尼亞的研究人員發(fā)現(xiàn),普通巖石,特別是滑石和花崗巖,可能是熱能儲(chǔ)存 (TES) 的理想選擇,它涉及儲(chǔ)存太陽(yáng)能供以后使用。

下一代可持續(xù)能源技術(shù)可能由一些低技術(shù)含量的材料構(gòu)建:巖石和太陽(yáng)。使用一種稱(chēng)為聚光太陽(yáng)能的新方法,來(lái)自太陽(yáng)的熱量被儲(chǔ)存起來(lái),然后用于干燥食物或發(fā)電。ACS Omega的一個(gè)團(tuán)隊(duì)報(bào)告發(fā)現(xiàn),來(lái)自坦桑尼亞的某些滑石和花崗巖樣品非常適合儲(chǔ)存這種太陽(yáng)熱能,即使在高溫下也具有高能量密度和穩(wěn)定性。

能量通常在不需要時(shí)儲(chǔ)存在大電池中,但這些電池可能很昂貴并且需要大量資源來(lái)制造。一種技術(shù)含量較低的替代方案是熱能儲(chǔ)存 (TES),它以液體或固體(例如水、油或巖石)中的熱量形式收集能量。當(dāng)釋放時(shí),熱量可以驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

花崗巖和皂石等巖石是在高溫下專(zhuān)門(mén)形成的,在全球各地都有發(fā)現(xiàn),這可能使它們成為有利的 TES 材料。然而,它們的特性可能會(huì)根據(jù)它們?cè)谑澜缟闲纬傻奈恢枚泻艽蟛町?,可能使某些樣本比其他樣本更好。在坦桑尼亞,克拉通和烏薩加蘭地質(zhì)帶交匯,都含有花崗巖和滑石。因此,來(lái)自納爾遜曼德拉非洲科學(xué)技術(shù)研究所和阿爾迪大學(xué)的 Lilian Deusdedit Kakoko、Yusufu Abeid Chande Jande 和 Thomas Kivevele 想要研究在這些帶中發(fā)現(xiàn)的滑石和花崗巖的特性。

這些花崗巖(左)和皂石(右)樣品可以幫助儲(chǔ)存來(lái)自太陽(yáng)的熱量來(lái)發(fā)電。圖片來(lái)源:改編自 ACS Omega,2023 年,DOI:10.1021/acsomega.3c00314

該團(tuán)隊(duì)從這些帶中收集了幾個(gè)巖石樣本并進(jìn)行了分析?;◢弾r樣品含有大量的氧化硅,增加了強(qiáng)度。然而,克拉通花崗巖含有其他化合物,包括易脫水的白云母,并可能使巖石在高溫下不穩(wěn)定。在皂石中發(fā)現(xiàn)了菱鎂礦,它具有高密度和熱容量。

當(dāng)加熱到超過(guò) 1800 華氏度的溫度時(shí),滑石樣品和 Usagaran 花崗巖都沒(méi)有可見(jiàn)的裂縫,但 Craton 花崗巖分崩離析。此外,皂石比花崗巖更容易釋放儲(chǔ)存的熱量。

總之,Craton soapstone 作為 TES 具有最好的性能,能夠有效地吸收、儲(chǔ)存和傳遞熱量,同時(shí)保持良好的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。然而,其他巖石可能更適合低能量 TES 應(yīng)用,例如太陽(yáng)能干燥器。

研究人員表示,雖然還需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn),但這些樣品顯示出成為可持續(xù)儲(chǔ)能材料的良好前景。

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