来自坦桑尼亚的研究人员发现,普通的岩石,特别是皂石和花岗岩,可能是热能储存(TES)的理想选择,这涉及到储存太阳能热量供以后使用。x下一代的可持续能源技术可能是由一些低技术材料建造的:岩石和太阳。使用一种被称为聚光太阳能的新方法,来自太阳的热量被储存起来,然后用于干燥食物或发电。
|fHV2Y`:g 6=fSE=]DY 一个发表在ACS Omega杂志上的团队发现,坦桑尼亚的某些皂石和花岗岩样品非常适合储存这种太阳热量,即使在高温下也具有高能量密度和稳定性。
D`$hPYK|_ ^Gqt+K% 当不需要时,能量通常被储存在大型电池中,但是这些电池可能很昂贵,需要大量的资源来制造。一个技术含量较低的替代方案是热能储存(TES),它将能量作为热量收集在液体或固体中,如水、石油或岩石。当释放时,热量可以为发电机提供动力以产生电力。
o/+13C d&+h}O 花岗岩和皂石等岩石是在高热下专门形成的,在全球各地都有,这可能使它们成为有利的TES材料。然而,它们的特性会因其形成地点的不同而有很大差异,可能会使一些样本比其他样本更好。在坦桑尼亚,克拉通地质带和乌萨格兰地质带相遇,都含有花岗岩和皂石。因此,来自纳尔逊-曼德拉非洲科技研究所和阿尔迪大学的Lilian Deusdedit Kakoko、Yusufu Abeid Chande Jande和Thomas Kivevele想要调查在这些带中各自发现的皂石和花岗岩的特性。
?]}8o}G [_Qa9e 这些花岗岩(左)和皂石(右)样品可以帮助储存来自太阳的热量,以产生电力。资料来源:改编自ACS Omega,2023,DOI:10.1021/acsomega.3c00314
"\3B^ e, -$dXE+& 研究小组从这些带子上收集了几个岩石样本并对其进行了分析。花岗岩样本含有大量的硅氧化物,这增加了强度。然而,克拉通花岗岩含有其他化合物,包括麝香石,这些化合物容易脱水,可能使岩石在高温下不稳定,皂石中发现了菱镁矿,它赋予了其高密度和热容量。
; ShJi #3+!ee27# 当加热到超过1800华氏度的温度时,皂石样品和乌萨格兰花岗岩都没有明显的裂缝,但克拉通花岗岩却散开了。此外,皂石比花岗岩更有可能释放其储存的热量。
::}{_ Z p{j.KI s7 总的来说,克拉通花岗岩作为TES的性能最好,能够有效地吸收、储存和传递热量,同时保持良好的化学稳定性和机械强度。然而,其他岩石可能更适合于低能量的TES应用,如太阳能烘干机。
orjj'+;X k@z,Iq8 研究人员说,虽然还需要进一步的实验,但这些样品在成为可持续的储能材料方面显示出良好的前景。
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