کوره ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گرادی با انرژی مفت

دانشمندان از انرژی خورشیدی برای گرم کردن یک جسم تا ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد استفاده کرده‌اند؛ این میزان برای تأمین انرژی کوره‌های فولاد کافی است. پژوهش‌گران نشان داده‌اند که انرژی خورشیدی چگونه می‌تواند جایگزین سوخت‌های فسیلی در فرآیندهای تولید در دمای بالا، مانند ذوب فولاد شود.

برای تولید موادی مانند شیشه، سیمان و سرامیک، مواد خام اولیه باید تا دمای بالای ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد حرارت ببینند. در حال حاضر، استفاده از انرژی خورشیدی برای رسیدن به این دما‌های سوزان پرهزینه و ناکارآمد است، ازاین‌رو برای تأمین انرژی کوره‌هایی که این مواد در آن ساخته می‌شوند، معمولا از انرژی مبتنی بر کربن مانند نفت یا زغال‌سنگ استفاده می‌شود. علاوه بر این محققان این پژوهش می‌گویند که این صنایع مسئول حدود ۲۵ درصد از مصرف جهانی انرژی هستند.

به گزارش خبرآنلاین، امیلیانو کاساتی، نویسنده مقاله و دانشمند مهندسی مکانیک و فرآیند در ETH زوریخ سوئیس گفت: «برای مقابله با تغییرات آب‌وهوایی، ما به‌طورکلی باید انرژی را کربن‌زدایی کنیم. مردم تمایل دارند که فقط به برق به‌عنوان انرژی فکر کنند، اما درواقع، حدود نیمی از انرژی به شکل انرژی حرارتی استفاده می‌شود.»

دانشمندان قبلاً صفحه‌های خورشیدی یا سیستم‌هایی گرمایشی را که تابش خورشید را از طریق آینه‌های ردیاب خورشید به گرما تبدیل می‌کنند، کشف کرده‌اند، اما این فناوری برای شکستن رکورد ۱۰۰۰ درجه سلسیوس (سانتی‌گراد) تلاش می‌کند.

در مطالعه جدید، کاساتی و تیمش از خاصیتی به نام اثر تله حرارتی استفاده کردند. در این پروژه اساساً مواد نیمه شفاف به‌شدت نور خورشید را جذب می‌کنند و آن را دوباره به‌صورت گرما ساطع می‌کنند.

درواقع محققان تابش خورشیدی ورودی را به میله کوارتز مصنوعی که گرما را به دام می‌اندازد می‌تاباندند، سپس آن را به ظرف سیلیکونی ماتی وصل کردند که گرمای کریستال را جذب می‌کرد. هنگامی‌که نور ورودی با شدت ۱۳۵ برابر تابش معمولی آفتاب تابید، دمای صفحه جاذب به ۱۰۵۰ درجه سانتی‌گراد رسید، درحالی‌که میله کوارتز در دمای ۶۰۰ درجه سانتی‌گراد باقی ماند.

در تحقیقات قبلی که از کوارتز مصنوعی برای به دام انداختن انرژی خورشیدی استفاده نمی‌کرد، اثر تله حرارتی فقط تا ۱۷۰ درجه سانتی‌گراد داغ می‌کرد. بر اساس این بیانیه، محققان در مرحله بعد مواد مختلفی ازجمله مایعات و گاز‌هایی را که می‌توانند به‌عنوان تله‌های حرارتی عمل کنند، آزمایش کردند و موفق شدند به دما‌های داغ‌تری برسند.

در مرحله بعد، محققان چگونگی استفاده از این فناوری را در مقیاس بزرگ‌تر برای دادن شانس بیشتر استفاده در صنایع بررسی خواهند کرد. کاساتی می‌گوید: «انرژی خورشیدی به‌آسانی در دسترس است و اکنون فناوری نیز در دسترس است. برای ایجاد انگیزه در پذیرش صنعت، ما باید قابلیت اقتصادی و مزایای این فناوری را در مقیاس گسترده‌تر نشان دهیم.»