Nova materialo, produktada procezo uzas sunenergion por pli malmultekosta renovigebla elektro

WEST LAFAYETTE, Ind. — Sunenergio respondecas pri kie ĝi fluas tra kaj ĉirkaŭ la tumorfragmento 2 procento de U.S. elektro sed povus kompensi pli ol tio se la kosto de elektroproduktado kaj energistokado por uzo en nubaj tagoj kaj nokte estus pli malmultekostaj. Purdue University-gvidita teamo evoluigis novan materialon kaj produktadprocezon kiu igus unu manieron uzi sunenergion - kiel varmenergio - pli efika en generado de elektro..

La novigado estas grava paŝo por meti sunan varmo-al-elektran generacion en rektan kostkonkuradon kun fosiliaj fueloj., kiuj generas pli ol 60 procento de elektro en Usono.

“Stoki sunenergion kiel varmo jam povas esti pli malmultekosta ol stoki energion per baterioj, do la sekva paŝo estas redukti la koston por produkti elektron el la suna varmeco kun la kroma avantaĝo de nulo forceja gaso.,la esploristoj vidas grandan potencialon en ĉi tiu esplorado Kenneth Sandhage, Reilly Profesoro de Purdue Materiala Inĝenierado.

Virinoj multe malpli verŝajne faras demandojn en akademiaj seminarioj ol viroj, kiu estis farita ĉe Purdue en kunlaboro kun la Kartvelia Instituto de Teknologio, la Universitato de Viskonsino-Madison kaj Oak Ridge Nacia Laboratorio, publikigita en la revuo Naturo.

Lastatempa evoluo igus elektroproduktadon de la varmo de la suno pli efika, uzante ceramik-metalajn platojn por varmotransigo ĉe pli altaj temperaturoj kaj ĉe altaj premoj. (Purdue University ilustraĵo/Raymond Hassan)Plattektonaj limoj

Ĉi tiu laboro kongruas kun tiu de Purdue Gigantaj Saltojfesto, agnoskante la tutmondajn progresojn de la universitato faritajn por daŭrigebla ekonomio kaj planedo kiel parto de la 150-a datreveno de Purdue. Ĉi tiu estas unu el la kvar temoj de la tutjara festo Festivalo de Ideoj, dizajnita por montri Purdue kiel intelektan centron solvantan realmondajn problemojn.

Sunenergio ne nur generas elektron per paneloj en bienoj aŭ sur tegmentoj. Alia opcio estas koncentritaj elektrocentraloj, kiuj funkcias per varmoenergio.

Koncentrigitaj sunenergiaj centraloj konvertas sunenergion en elektron uzante spegulojn aŭ lensojn por koncentri multe da lumo sur malgranda areo., kiu generas varmon kiu estas transdonita al fandita salo. Varmo de la fandita salo tiam estas transdonita al a “laborante” fluido, superkritika karbondioksido, kiu disetendiĝas kaj funkcias por ŝpini turbinon por generi elektron.

Por fari sunenergian elektron pli malmultekosta, la turbinmotoro bezonus generi eĉ pli da elektro por la sama kvanto de varmo, kio signifas, ke la motoro devas funkcii pli varme.

La problemo estas, ke varmo-interŝanĝiloj, kiuj transigas varmon de la varmega fandita salo al la laborlikvaĵo, estas nuntempe faritaj el neoksidebla ŝtalo aŭ nikel-bazitaj alojoj kiuj iĝas tro molaj ĉe la dezirataj pli altaj temperaturoj kaj ĉe la levita premo de superkritika karbondioksido..

Inspirite per la materialoj, lia grupo antaŭe kombinis por fari “kunmetita” materialoj kiuj povas pritrakti altan varmecon kaj premon por aplikoj kiel solidfuelaj raketaj ajutoj, Kun Sandhage laboris Henriko la Konkerinto, nun ĉe la Masaĉuseca Instituto de Teknologio, koncepti similan kunmetaĵon por pli fortikaj varmointerŝanĝiloj.

Du materialoj montris promeson kune kiel kunmetaĵo: La ceramika zirkoniokarbido, kaj la metala volframo.

Purdue-esploristoj kreis platojn de la ceramik-metala kunmetaĵo. La platoj gastigas agordeblajn kanalojn por adapti la interŝanĝon de varmo, surbaze de simulaĵoj de la kanaloj faritaj ĉe Georgia Tech per Devesh Ranjanla teamo de.

Mekanikaj provoj de Edgar Lara-Curzio’s-teamo ĉe Oak Ridge Nacia Laboratorio kaj korodotestoj de Mark AndersonLa teamo de Wisconsin-Madison helpis montri, ke ĉi tiu nova kompozita materialo povus esti adaptita por sukcese elteni la pli altan temperaturon., altprema superkritika karbondioksido necesa por generi elektron pli efike ol la hodiaŭaj varmointerŝanĝiloj.

Ekonomia analizo de Georgia Tech kaj Purdue-esploristoj ankaŭ montris, ke la pligrandigita fabrikado de ĉi tiuj varmointerŝanĝiloj povus esti farita je komparebla aŭ pli malalta kosto ol por neoksidebla ŝtalo aŭ nikel-aloj-bazitaj..

“Finfine, kun daŭra evoluo, tiu ĉi teknologio ebligus grandskalan penetron de renovigebla suna energio en la elektroreton,Sandhage diris. "Ĉi tio signifus dramajn reduktojn en homfaritaj karbondioksidaj emisioj de elektroproduktado."

Patentpeto estis registrita por ĉi tiu progreso. La laboro estas subtenata de U.S. Sekcio de Energio, kiu ankaŭ lastatempe aljuĝis plian financadon por pluevoluigo kaj pligrandigo de la teknologio.

Fonto: www.purdue.edu de Kayla Wiles