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.

04.12.2018