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新材料, 制造过程中利用太阳能发电更便宜的可再生电力

西拉斐特, 工业. - 太阳能发电占 少于 2 百分 我们. 电力,但可以弥补以上,如果发电和储能的用于在阴天和夜间使用成本更便宜. 普渡大学的领导团队开发了一种新的材料和制造工艺,这将使一个方法来利用太阳能发电 - 以热能的形式 - 在发电更高效.

创新是将太阳热到发电与化石燃料的直接成本竞争的重要一步, 这产生 多于 60 百分 美国的电力.

“储存太阳能作为热已经可以比通过电池中存储能量便宜, 所以下一步是减少发电的来自太阳的热的成本为零的温室气体排放的附加益处,“ 说过 肯尼斯Sandhage, 的普渡大学的教授赖利 材料工程.

这个调查, 它在普渡大学做协同技术的乔治亚理工学院, 威斯康星大学麦迪逊分校和橡树岭国家实验室的大学, 发表在杂志 性质.

陶瓷金属最近的发展将使发电来自太阳的热量更高效, 通过使用陶瓷 - 金属板为在更高温度下的热传递和在升高的压力. (普渡大学插图/雷蒙德·哈桑)下载图片

这项工作与普渡大学的对齐 巨大飞跃庆典, 一个可持续发展的经济和行星承认该大学的全球进步作出普渡大学的150周年纪念的一部分. 这是为期一年的庆祝活动的四大主题之一 创意节, 旨在展示普渡大学作为知识中心解决现实世界的问题.

太阳能发电不仅在农场或屋顶上产生通过面板电力. 另一种选择是集中上热能运行电厂.

集中式太阳能电站将太阳能转换成电能,通过使用反射镜或透镜,以大量的光集中到小区域, 其产生被传递到熔融盐热. 然后从熔融盐的热量被传递到一个 “工作的” 流体, 超临界二氧化碳, 一个可扩展和作品旋转涡轮机用于发电.

为了使太阳能发电更便宜, 涡轮发动机将需要为相同数量的热量产生甚至更多的电, 这意味着发动机需要运行更热.

问题是,热交换器, 从热熔融盐的热量传递给工作流体, 目前由于超临界二氧化碳的升高的压力下的不锈钢或镍基合金,在所期望的较高温度下得到太软并.

他的小组此前曾相结合,使材料的启发 “综合” 能够处理高热量和压力为等固体燃料火箭喷嘴应用的材料, Sandhage与合作 亨利·维克多, 现在麻省理工学院, 设想类似的复合材料的用于更健壮的热交换器.

两种材料显示承诺一起作为复合: 陶瓷碳化锆, 与金属钨.

普渡大学研究人员创建的陶瓷 - 金属复合材料的板. 将板主机定制通道用于定制热交换, 基于在佐治亚技术由所进行的信道的模拟 Devesh兰詹'蒸汽.

机械试验用 埃德加·拉拉,Curzio研究小组在橡树岭国家实验室和腐蚀试验由 马克·安德森的团队在威斯康星 - 麦迪逊帮表明,该复合材料可定制成功地承受更高的温度, 高压的超临界二氧化碳需要比今天的热交换器更有效地产生电.

由佐治亚技术和普渡大学研究人员的经济分析还表明,这些热交换器的放大生产可以在相当或更低的成本比不锈钢或镍基合金酮进行.

“归根结底, 与持续发展, 该技术将允许可再生的太阳能大规模渗透到电网,” Sandhage说. “这意味着,从电力生产人造二氧化碳排放量显着减少。”

专利申请已提交这一进步. 这项工作是由中美支持. 能源部, 这也最近获得额外的资金用于进一步发展和扩大技术.


资源: www.purdue.edu由凯拉怀尔斯

 

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