Un científico que atrapa la luz solar para alcanzar una temperatura de casi 2.000 grados Fahrenheit

Los ingenieros están trabajando en una nueva solución de energía limpia: cargar los cristales con energía solar a temperaturas de hasta 1.832 grados Fahrenheit (1.000 grados Celsius), lo que podría convertirlos en una alternativa más ecológica a los procesos intensivos en carbono que se utilizan para fundir acero y cocinar cemento.

Nueva tecnología: descrita en un estudio de prueba de concepto publicado Hoy en día, el dispositivo aprovecha la propiedad del cuarzo que le permite atrapar la luz solar. Al conectar una varilla de cuarzo sintético a un disco de silicio utilizado para absorber energía, el equipo probó si el dispositivo podía retener calor. Lo bombardearon con la energía equivalente a la luz solar de 136 soles; La temperatura de la varilla aumentó a aproximadamente 1112°F (600°C), pero la placa absorbente alcanzó una temperatura de 1922°F (1050°C).

«La gente tiende a pensar en la electricidad sólo como energía, pero en realidad, aproximadamente la mitad de la energía se utiliza en forma de calor», dijo en la revista Cell Emiliano Casati, ingeniero de ETH Zurich y autor correspondiente del estudio. lanzamiento. «Para abordar el cambio climático, necesitamos descarbonizar la energía en general».

Hasta ahora, los receptores solares (dispositivos que enfocan el calor de espejos que reflejan la luz solar) no han podido manejar eficientemente la energía solar a temperaturas superiores a 1.832 grados Fahrenheit (1.000 grados Celsius). Algunos de los procesos intensivos en carbono más extendidos, como la fabricación de vidrio, acero y cemento, requieren temperaturas que superan este límite, que las empresas logran quemando combustibles fósiles. La fabricación de cemento por sí sola fue responsable de alrededor del 8 por ciento de las emisiones de dióxido de carbono en 2023, Según CBS NewsEl vidrio derretido es responsable de unos 95 millones de toneladas de carbono producidas por la actividad humana, según la investigación publicado A principios de este año en el Journal of the American Ceramic Society.

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Fábricas de cemento a lo largo del río Yangtze en China.

Fábricas de cemento a lo largo del río Yangtze en China.
imagen: Tim Graham (imágenes falsas)

Agregar cuarzo a la mezcla de fabricación podría permitir a los fabricantes alcanzar las temperaturas necesarias para trabajar con acero, vidrio y cemento utilizando la luz solar, en lugar de depender únicamente de Procesos que provocan un aumento de la temperatura de nuestro planeta..

«La cuestión energética es la piedra angular de la supervivencia de nuestra sociedad», afirmó Casati. «La energía solar está fácilmente disponible y la tecnología ya existe para estimular verdaderamente la adopción de la industria, necesitamos demostrar la viabilidad económica y los beneficios de esta tecnología a gran escala».

Además de sus pruebas experimentales, los investigadores modelaron la eficacia de la configuración y descubrieron que el cuarzo mejora la eficiencia del receptor. En su modelo, el receptor desprotegido tenía una eficiencia del 40% a 1200 °C (2192 °F), pero tenía una eficiencia del 70% a la misma temperatura cuando el receptor estaba protegido con 300 mm (11,8 pulgadas) de cuarzo.

El equipo ahora está probando otros materiales, incluidos líquidos y gases, que podrían actuar como trampas de calor. Gracias a su capacidad de retención de calor, estos materiales pueden mejorar la eficacia de las soluciones de energía renovable que todavía tienen un largo camino por recorrer si quieren reemplazar la prioridad de larga data de los combustibles fósiles.

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