Новый прорыв в физике: с помощью солнечной энергии можно выплавлять сталь

Что придумали ученые.

Ученые использовали солнечную энергию, чтобы нагреть объект до 1000 градусов Цельсия, а этого достаточно, чтобы обеспечить энергией сталелитейную печь. В новом исследовании, результаты которого опубликованы в журнале Device, показано, как энергия Солнца может заменить ископаемое топливо в производственных процессах с высочайшей температурой, таких как выплавка стали, пишет Live Science.

Для того чтобы создать такие материалы, как стекло, цемент, сталь и керамика, нужно нагревать сырье для их производства до температуры, которая превышает 1000 градусов Цельсия.

Пока что использование солнечной энергии для достижения таких температур считается экономически не выгодным и дорогостоящим занятием. Поэтому для обеспечения энергией печей, в которых производят такие материалы, используется энергия на основе углерода, получаемая от использования нефти или угля. На эти отрасли приходится примерно четверть мирового потребления энергии, говорят ученые.

По слова авторов исследования, нужно избавить полностью энергетику от углерода и ископаемого топлива, что имеет важнейшее значение для борьбы с изменением климата. Также авторы указывают на то, что некоторые люди думают об электричестве только как об энергии, но на самом деле около половины энергии используется в виде тепла.

Во время исследования ученые использовали свойство, которое называется эффектом тепловой ловушки. То есть полупрозрачные материалы сильно поглощают солнечный свет и выпускают его затем в виде тепла. Поэтому ученые направили солнечное излучение на стержень из синтетического кварца, который удерживал тепло. Затем они прикрепили его к непрозрачной кремниевой пластине, которая поглощала тепло кристалла.

Оказалось, что во время падения света с интенсивностью 135 Солнц, температура кремниевой пластины поднялась до 1050 гарусов Цельсия, температура кварцевого стержня осталась на уровне 600 градусов Цельсия. Далее ученые провели опыты с различными материалами, в том числе с жидкостями и газами, которые могут действовать как тепловые ловушки, и им удалось получить еще более высокую температуру.

Теперь ученые изучают, как эту технологию можно использовать в более широком масштабе, чтобы повысить вероятность ее внедрения в различных отраслях.