Нитрид алюминия продлит жизнь солнечных электростанций

210916_solarpowertower_1_picture.jpg
stirling_preview.jpg
Фото: misis.ru

Учёные НИТУ «МИСиС» совместно с коллегами из Центрального научно-исследовательского института металлургии (г. Каир, Египет) разработали композиционный материал, который позволит продлить срок службы солнечных башен — установок для сбора тепловой энергии Солнца — с 2-3 до 5 лет. Статья о разработке опубликована в журнале Renewable Energy .

Сегодня все более популярными становятся солнечные электростанции (СЭС), позволяющие собирать и перерабатывать солнечную энергию в промышленных масштабах. Среди наиболее перспективных видов СЭС — так называемые солнечные башни. Это особое сооружение, представляющее собой высокую башню с резервуаром воды и турбинной системой внутри. Башня окружена по периметру гелиостатами — большими вращающимися зеркалами, захватывающими солнечные лучи и концентрирующими общий световой пучок в одной точке башни. Пучок попадает на солнечный адсорбер — теплопоглощающий элемент, который, в свою очередь, нагревает особый солевой раствор до 600°C. От солевого раствора уже нагревается вода в примыкающем резервуаре, а пар вращает турбины электростанции.

В качестве традиционного элемента для солнечных адсорберов выступает карбид кремния (SiC), пористый керамический материал, обладающий целым рядом полезных характеристик: высокая плотность, прочность, стойкость к окислению и многие другие. Однако и у карбида кремния есть недостатки — например, он чувствителен к агрессивной среде солевых расплавов.

Перспективным дополнением к карбиду кремния служит нитрид алюминия AlN — он обладает высокой теплопроводностью, низким коэффициентом термического расширения, высокой термостойкостью. Сейчас композиты SiC/AlN применяются, в основном, в электронике, но потенциально их можно использовать в ряде других областей, в том числе и для задач тепловой трансформации солнечной энергии.

Учёные кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ «МИСиС» в сотрудничестве с коллегами из Центрального научно-исследовательского института металлургии (Каир, Египет) разработали пористые композиты на основе SiC/AlN, содержащие до 40 % нитрида алюминия. В ходе работы были подобраны оптимальные составы добавок и режимы спекания новых композитов, которые существенно превосходят традиционные благодаря формированию твердого раствора на границах зерен карбида кремния. Наряду с высокой теплопроводностью и термостойкостью такие композиты обладают низким коэффициентом температурного расширения, что существенно улучшает их эксплуатационные параметры.

«Солнечная энергетика требует долговечных материалов без дефектов, — комментирует руководитель исследовательской группы с египетской стороны доктор Эмад Эваис. — Далее мы планируем протестировать разработанный нами материал в солнечных установках».

Благодаря хорошим термохимическим и термомеханическим свойствам, композиты SiC/AlN также перспективны для применения и в других высокотемпературых областях — металлургии и авиакосмической технике.


 
По теме
29 марта 2024, 16:34 — Общественная служба новостей — ОСН В пятницу, 29 марта, в Харькове вновь прогремел взрыв, передает украинское агентство УНИАН.
29 марта 2024, 16:06 — Общественная служба новостей — ОСН Выжившая в результате теракта в «Крокус Сити Холле» жительница Подмосковья Инна Просолова рассказала РЕН ТВ о том,
Как молиться о жертвах теракта - Звездный бульвар Фото: Александр Авилов, АГН "Москва" Первая реакция человека, узнавшего о трагедии в «Крокус Сити Холл» — что-то сделать.
Звездный бульвар
Счет шел на секунда: как врачи спасали жизни пострадавших в теракте в «Крокусе» - Вечерняя Москва Заместитель главного врача по медчасти НИИ скорой помощи им. Склифосовского Артем Саприн во флагманском центре, куда доставили многих пострадавших в результате теракта в «Крокус Сити Холле».
Вечерняя Москва
Спасатель-доброволец из Новогиреево разбирал завалы после теракта в «Крокусе» - Восточный округ Первые шаги как волонтёр Турсун сделал во время пандемии. Фото: Григорий Матвеев Житель Братской улицы 43-летний Турсун Коенов почти два года состоит в отряде спасателей-добровольцев «СпасРезерв».
Восточный округ