Российские и египетские ученые предложили новый композит для солнечных электростанций
Современные солнечные электростанции становятся все более распространенными: солнечную энергию сегодня перерабатывают уже в промышленных масштабах.
Наиболее перспективными считаются так называемые солнечные башни. Это особая структура — высокая башня с цистерной воды и турбинной системой внутри.
Башня окружена гелиостатами — массивными вращающимися зеркалами, которые поглощают солнечные лучи и фокусируют их в одной точке на башне.
Луч падает на солнечный поглотитель — теплопоглощающий элемент, который, в свою очередь, нагревает специальный солевой раствор до 600 градусов по Цельсию.
От соляного раствора нагревается вода в соседнем резервуаре, а полученный в результате нагрева пар вращает турбины электростанции.
Как известно, традиционно в солнечных накопителях используется карбид кремния — пористый керамический материал с рядом полезных свойств, среди которых высокая плотность, прочность и сопротивляемость окислению.
Не все так безоблачно
Однако есть у карбида кремния и недостатки, например, чувствительность к агрессивной среде соляных растворов.
Перспективной добавкой к карбиду кремния называют нитрид алюминия; обладает высокой теплопроводностью, низким коэффициентом теплового расширения и высокой термостойкостью.
Сегодня композиты карбида кремния и нитрида алюминия чаще всего применяются в электронике, однако обладают потенциалом использования и в других областях, включая тепловое преобразование солнечной энергии.
Ученые с кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ МИСиС совместно с коллегами из Центрального металлургического НИИ в Каире разработали простые композиты на основе карбида кремния и нитрида алюминия, причем содержание последнего — до 40%.
Наряду с высокой теплопроводностью и термостойкостью эти композиты имеют низкий коэффициент теплового расширения, что существенно повышает эксплуатационные характеристики.
— Солнечной энергии требуются прочные материалы без дефектов, заявил доктор Эмад Эвайс, руководитель египетской группы. — Теперь мы планируем испытать композит в солнечных установках.
Благодаря своим свойствам новый материал перспективен для использования в металлургии и аэрокосмической технике.
Результаты опубликованы в издании Renewable Energy.
