엔지니어들은 새로운 청정 에너지 솔루션을 연구하고 있습니다. 태양 에너지로 결정을 최대 화씨 1,832도(섭씨 1,000도)까지 충전하여 강철을 제련하고 시멘트를 요리하는 탄소 집약적 공정에 대한 보다 친환경적인 대안이 될 수 있습니다.

신기술 – 개념 증명 연구에 설명됨 출판됨 오늘날 이 장치는 햇빛을 가두는 석영의 특성을 활용합니다. 연구팀은 에너지를 흡수하는 데 사용되는 실리콘 디스크에 합성 석영 막대를 부착하여 장치가 열을 유지할 수 있는지 테스트했습니다. 그들은 136개의 태양에서 나오는 햇빛과 동등한 에너지로 그것을 폭발시켰습니다. 막대의 온도는 약 600°C(1112°F)까지 상승했지만 흡수판의 온도는 1050°C(1922°F)에 도달했습니다.

“사람들은 전기를 에너지로만 생각하는 경향이 있지만 실제로는 에너지의 약 절반이 열의 형태로 사용됩니다.”라고 ETH Zurich의 엔지니어이자 해당 연구의 교신 저자인 Emiliano Casati가 Cell 저널에서 말했습니다. 시작하다. “기후변화에 대처하려면 에너지 전반의 탈탄소화가 필요합니다.”

지금까지 햇빛을 반사하는 거울에서 열을 집중시키는 장치인 태양열 수신기는 화씨 1,832도(섭씨 1,000도) 이상의 온도에서 태양 에너지를 효율적으로 처리할 수 없었습니다. 유리, 강철, 시멘트 제조 등 가장 널리 퍼져 있는 탄소 집약적 공정 중 일부는 기업이 화석 연료를 연소하여 달성하는 한계를 초과하는 온도를 요구합니다. 시멘트 제조만으로도 2023년 이산화탄소 배출량의 약 8%를 차지했으며, CBS 뉴스에 따르면연구에 따르면 녹는 유리는 인간 활동에 의해 생산되는 약 9,500만 톤의 탄소를 담당합니다. 출판됨 올해 초 미국 세라믹 학회지(Journal of the American Ceramic Society)에 게재되었습니다.

중국 양쯔강변의 시멘트 공장.

중국 양쯔강변의 시멘트 공장.
그림: 팀 그레이엄 (게티 이미지)

제조 믹스에 석영을 추가하면 제조업체는 전적으로 의존하기보다는 햇빛을 사용하여 강철, 유리 및 시멘트 작업에 필요한 온도를 달성할 수 있습니다. 지구의 온도 상승으로 이어지는 과정.

“에너지 문제는 우리 사회 생존의 초석입니다.”라고 Casati는 말했습니다. “태양 에너지는 쉽게 구할 수 있고 기술은 이미 존재합니다. 업계 채택을 진정으로 촉진하려면 이 기술의 경제적 타당성과 이점을 대규모로 입증해야 합니다.”

실험적 테스트 외에도 연구원들은 설정의 효율성을 모델링하고 석영이 수신기의 효율성을 향상시킨다는 사실을 발견했습니다. 해당 모델에서 보호되지 않은 수신기는 1,200°C(2,192°F)에서 40% 효율을 보였지만 수신기가 11.8인치(300mm) 석영으로 보호된 경우 동일한 온도에서 70% 효율을 보였습니다.

현재 팀은 열 트랩 역할을 할 수 있는 액체 및 가스를 포함한 다른 재료를 테스트하고 있습니다. 이러한 소재는 보온 기능을 통해 오랫동안 우선순위를 지켜온 화석 연료를 대체하려면 아직 갈 길이 먼 재생 에너지 솔루션의 효율성을 향상시킬 수 있습니다.

더: 텍사스 주민들은 재생 에너지를 옵션으로 배제하고 수십억 달러의 화석 연료에 투표했습니다.

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