Ученые NUST MISIS заявляют, чьо нитрид алюминия продлит срок службы солнечных электростанций.

Ученые NUST MISIS вместе со своими коллегами из Центрального металлургического научно-исследовательского института (Каир, Египет) разработали композитный материал, который продлит срок службы солнечных башен – установок для сбора солнечной тепловой энергии – с 2-3 до 5 лет. Статья об исследовании была опубликована в журнале «Возобновляемая энергия».

Ученые NUST MISIS вместе со своими коллегами из Центрального металлургического научно-исследовательского института (Каир, Египет) разработали композитный материал, чтобы продлить срок службы солнечных башен до пяти лет. Статья об исследовании была опубликована в " Возобновляемой энергии" .

Сегодня солнечные электростанции (SPP) становятся все более популярными, что позволяет собирать и обрабатывать солнечную энергию в промышленных масштабах. Так называемые солнечные башни являются одними из наиболее перспективных типов СЭС. SPP – это высокая башня с водяным баком и турбинной системой внутри. Башня окружена гелиостатами – большими вращающимися зеркалами, которые поглощают солнечные лучи и концентрируют общий луч в одной точке башни. Луч попадает на солнечный поглотитель, который нагревает специальный солевой раствор до 600 ° C. Вода в соседнем резервуаре нагревается от солевого раствора, а пар вращает турбины электростанции.

Карбид кремния (SiC), пористый керамический материал с рядом полезных характеристик – среди прочего, высокой плотностью, прочностью и стойкостью к окислению – является традиционным элементом для солнечных поглотителей. Однако карбид кремния имеет недостатки – например, он чувствителен к агрессивной среде солевых расплавов.

Нитрид алюминия (AIN) является перспективным дополнением к карбиду кремния – он обладает высокой теплопроводностью, низким коэффициентом теплового расширения и высокой термостойкостью. В настоящее время композиты Sic и AIN в основном используются в электронике, но потенциально они могут быть использованы в ряде других областей, включая термическое преобразование солнечной энергии.

Ученые из отдела функциональных наносистем и высокотемпературных материалов в NUST MISIS в сотрудничестве с коллегами из Центрального института металлургических исследований (Каир, Египет) разработали пористые композиты на основе SiC / AIN, которые содержат до 40 процентов нитрида алюминия. В ходе исследования были выбраны оптимальные составы добавок и режимы спекания новых композитов. Они значительно превосходят традиционные за счет образования твердого раствора на границах зерен карбида кремния. Наряду с высокой теплопроводностью и термостойкостью, такие композиты имеют низкий коэффициент теплового расширения, что значительно улучшает их характеристики.

«Солнечная энергия требует прочных материалов без дефектов. Далее мы планируем протестировать разработанный материал в солнечных установках », – прокомментировал доктор Emad Ewais, глава египетской исследовательской группы.

Благодаря положительным термохимическим и термомеханическим свойствам, SiC / AIN-композиты также перспективны для использования в других высокотемпературных областях, таких как металлургия и аэрокосмическая инженерия.

По материалам phys.org