Как поклонник устойчивых технологий и инноваций, я в восторге от потенциального влияния синтетического кварца на сокращение выбросов углекислого газа в отраслях, которые в значительной степени полагаются на ископаемое топливо для производства таких материалов, как стекло, сталь и цемент. Эксперимент, проведенный инженером Эмилиано Казати и его командой из Федерального технологического университета Цюриха, является многообещающим шагом на пути к декарбонизации промышленного тепла, на которое в настоящее время приходится около 25% мирового потребления энергии.
Кварц, изготовленный синтетическим путем, может помочь минимизировать выбросы углекислого газа в отраслях, ответственных за производство таких изделий, как стекло, сталь и цемент.
Как любопытный геймер, я наткнулся на интересное исследование Федерального технологического университета Цюриха. Инженер Эмилиано Казати и его команда работали над инновационной установкой: они использовали солнечную энергию с помощью синтетических кварцевых стержней, а затем передавали эту тепловую энергию другому материалу.
Как страстный поклонник научных открытий, я не могу не быть в восторге от этого исследования. Исследователи начали с использования синтетического кварцевого стержня длиной около фута и закрыли его кремниевым диском на конце. Затем они сосредоточили мощный искусственный источник солнечной энергии на противоположном конце стержня.
Наконечник, поглотивший большую часть солнечной энергии, нагрелся примерно до 1100 градусов по Фаренгейту, что оказалось меньше, чем ожидали исследователи. И наоборот, кремниевый диск, расположенный на удаленном конце стержня, испытал температуру выше 1900 градусов по Фаренгейту. Вместо того, чтобы просто нагревать кварцевый стержень, энергия искусственного солнца преимущественно передавалась через кварц и поглощалась кремниевым диском, расположенным на его конце.
Казати и его команда предполагают, что их исследования потенциально могут произвести революцию в промышленности, позволив им производить сталь, стекло и цемент, используя солнечную энергию, а не полагаться на ископаемое топливо для отопления. Эти материалы играют решающую роль в строительстве современной инфраструктуры, но их производство требует чрезвычайно высоких температур (более 1800 градусов по Фаренгейту). Энергия, необходимая для производства такого тепла, составляет примерно четверть общего потребления энергии в мире. К сожалению, почти вся эта энергия в настоящее время получается за счет сжигания ископаемого топлива, что представляет собой серьезную экологическую проблему.
В своей последней публикации в журнале «Device» Казати и его команда подчеркнули необходимость решения проблемы декарбонизации промышленного тепла в любой заслуживающей доверия стратегии, направленной на борьбу с изменением климата.
Проливаем свет на сокращение выбросов углекислого газа
Как любопытный наблюдатель за миром природы, я заметил, что когда солнечный свет падает на непрозрачный объект, например камень, поверхность материала поглощает часть солнечной энергии в виде тепла. Затем это тепло распространяется по породе посредством процесса, называемого проводимостью. В этом процессе горячие молекулы вибрируют быстрее, чем их более холодные коллеги, заставляя их сталкиваться и обмениваться энергией. Однако, поскольку этот метод передачи тепла не очень эффективен, открытая солнцу поверхность камня остается теплее, чем его внутренние части.
Полупрозрачные материалы, такие как кварц и некоторые пластмассы, распределяют тепло иначе, чем непрозрачные вещества. Следовательно, по мнению Казати и его команды, вполне возможно, что температура внутри материала будет выше, чем на его поверхности, подвергающейся воздействию солнечного света. Это явление известно как термическая ловушка.
Как геймер, я бы перефразировал это так: в исследовании Казати и его команды примерно 90% тепловой энергии направлялось к кремниевому диску, расположенному на конце кварцевого стержня длиной в один фут. Это объясняет, почему диск был теплее, чем кончик стержня, который подвергался прямому воздействию искусственного Солнца. С дальнейшими достижениями эти исследователи надеются, что тепловая ловушка потенциально может позволить тяжелой промышленности использовать энергию Солнца для выработки огромного количества тепла, необходимого для производства стали, цементных печей и производства стекла.
Честно говоря, свет на конце кварцевого стержня Казати и его команды содержал примерно в 136 раз больше энергии, чем обычный солнечный свет. Проще говоря, для создания этого явления требовалась чрезвычайно интенсивная концентрация энергии. Они использовали устройство, называемое солнечным симулятором с высоким потоком, или HESS, которое работает аналогично другой машине, использующей зеркала для фокусировки солнечного света в особой точке.
Ранее исследователи использовали прозрачный пластиковый контейнер для экспериментов по тепловой ловушке, которые были успешными, хотя и при относительно низких температурах. Однако Казати и его команда остановили свой выбор на кварце из-за его превосходной способности передавать большее количество тепла, необходимого для промышленного применения. В настоящее время они изучают альтернативные материалы и усиливают эффект, поэтому может пройти некоторое время, прежде чем нагретая солнцем сталь будет использоваться в строительных проектах.
Смотрите также
- Дом Дракона 2 сезон: Является ли Рейнира Таргариен бисексуалкой и что привело к поцелую между ней и Мисарией?
- Руководство Джета Кордо по наследию «Звездных войн вне закона»: расположение хранилищ на Тошаре и Киджими
- Бен Аффлек не смог оторваться от Дженнифер Лопес во время бранча на выходных? Пикантные подробности ЗДЕСЬ
- Поцелуй Рейниры и Мисарии в «Доме Дракона» не был написан по сценарию
- Джеймс МакЭвой говорит, что он «всегда готов» вернуться во вселенную Людей Икс, когда «есть хороший материал»
- Как выманить Фредди из зоны безопасности в FNAF: Into The Pit
- «Чувствую, что развивается язва»: выпускница SNL Ларейн Ньюман называет номинантов «Медведя» в категориях комедий
- 20 лет назад Джуд Лоу снял недооцененный научно-фантастический фильм, опередивший свое время
- Тестовый проект
- Почему звезда «Убить Билла» Майкл Мэдсен подал на развод с женой ДеАнной после 28 лет совместной жизни? Вот все, что мы знаем
2024-05-15 22:47