Пепел, оставшийся от извержений вулкана, можно использовать в качестве накопителя тепла в солнечной энергетике.
Исследователи из Университета Барселоны обнаружили, что вулканический пепел обладает редкой комбинацией свойств, которые делают его чрезвычайно полезным в качестве накопителя для солнечной энергии. Материал можно использовать в установках гелиотермальной энергетики.
В отличие от солнечных панелей, которые используют фотоэффект для генерации электричества в полупроводниковых элементах, в гелиотермальной энергетике массив зеркал концентрирует солнечные лучи в одной точке. Тепло можно использовать для нагрева воды и мгновенного производства электричества в паровой турбине или сохранять в накопителе.
Во многих установках для хранения тепла используются расплавленные соли, поскольку их тепловые свойства обеспечивают эффективное сохранение и рекуперацию тепла при высоких температурах. Но у них есть недостатки: их производство стоит дорого и они могут быть невероятно коррозийными, разъедать оборудование и сокращать срок службы установки.
Гелиотермальная электростанция Andasol в Испании. Изображение: каллерна, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons
Испанские ученые предлагают заменить соли на доступный и дешевый вулканический пепел. В серии экспериментов ученые прессовали материал, оставшийся после извержения вулкана Кумбре-Вьеха на канарском острове Ла-Пальма, в специальные гранулы и подвергали его многочисленным циклам (до 1000 повторений) нагрева и охлаждения от 250 до 750 °С.
Исследование показало, что пепел обладает превосходной теплопроводностью и теплоемкостью. Кроме того, материал продемонстрировал высокую физическую и химическую стабильность. При этом пепел можно смешивать с расплавленными солями — это уменьшает коррозию установки и склонность солей к затвердеванию в процессе использования. , демонстрируя прирост массы всего на 0,54% в результате окисления за тысячу циклов.
Более того, они обнаружили, что он хорошо работает в сочетании с расплавленными солями. Если зола смешана с расплавленными солями, она может смягчить коррозионное воздействие солей, а также сохранить достаточно тепла, чтобы смягчить их склонность к затвердеванию – и все это при небольших затратах. Зола, хранящаяся отдельно в резервуарах, в которых для теплопередачи используются расплавленные соли, почти так же хорошо справляется со второй задачей.
Вулканический пепел с острова Ла-Пальма имеет огромный потенциал стать альтернативным и устойчивым материалом, который будет применяться в гелиотермальной энергетике, добавляют ученые. Это экономичный вариант экологичного производства энергии из неиссякаемого источника.
Читать далее:
Оказалось, в прошлом Марс был больше похож на Землю, чем все думали
Сибирские «врата в подземный мир» растут: что происходит в Батагайке
Недалеко от нас есть планета, где ветер дует быстрее пули
На обложке: извержение вулкана Кумбре-Вьеха в 2021 году. Фото: Eduardo Robaina, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons