Новий прорив у фізиці: за допомогою сонячної енергії можна виплавляти сталь

Вчені використовували сонячну енергію, щоб нагріти об’єкт до 1000 градусів Цельсія, а цього достатньо, щоб забезпечити енергією сталеливарну піч. У новому дослідженні, результати якого опубліковані в журналі Device, показано, як енергія Сонця може замінити викопне паливо у виробничих процесах із найвищою температурою, таких як виплавка сталі, пише Live Science.

Для того щоб створити такі матеріали, як скло, цемент, сталь і кераміка, потрібно нагрівати сировину для їхнього виробництва до температури, яка перевищує 1000 градусів Цельсія.

Поки що використання сонячної енергії для досягнення таких температур вважається економічно невигідним і дорогим заняттям. Тому для забезпечення енергією печей, у яких виробляють такі матеріали, використовується енергія на основі вуглецю, яку отримують від використання нафти або вугілля. На ці галузі припадає приблизно чверть світового споживання енергії, кажуть учені.

За слова авторів дослідження, потрібно позбавити повністю енергетику від вуглецю та викопного палива, що має найважливіше значення для боротьби зі зміною клімату. Також автори вказують на те, що деякі люди думають про електрику тільки як про енергію, але насправді близько половини енергії використовується у вигляді тепла.

Під час дослідження вчені використовували властивість, яка називається ефектом теплової пастки. Тобто напівпрозорі матеріали сильно поглинають сонячне світло і випускають його потім у вигляді тепла. Тому вчені направили сонячне випромінювання на стрижень із синтетичного кварцу, який утримував тепло. Потім вони прикріпили його до непрозорої кремнієвої пластини, яка поглинала тепло кристала.

Виявилося, що під час падіння світла з інтенсивністю 135 Сонць, температура кремнієвої пластини піднялася до 1050 гарусів Цельсія, температура кварцового стрижня залишилася на рівні 600 градусів Цельсія. Далі вчені провели досліди з різними матеріалами, зокрема з рідинами і газами, які можуть діяти як теплові пастки, і їм вдалося отримати ще вищу температуру.

Тепер вчені вивчають, як цю технологію можна використовувати в ширшому масштабі, щоб підвищити ймовірність її впровадження в різних галузях.