La technologie pourrait aider à décarboniser le processus de production d’énergie en général.
Les ingénieurs élaborent une nouvelle solution d’énergie propre : recharger les cristaux avec de l’énergie solaire à des températures de 1 832 degrés Fahrenheit (1 000 degrés Celsius) , ce qui en fait potentiellement un substitut plus écologique aux processus à forte intensité de carbone qui font fondre l’acier et cuire le ciment.
La nouvelle technologie décrite dans une étude de validation de concept publié aujourd’hui dans Device, utilise une propriété du quartz qui lui permet de piéger la lumière du soleil. Attacher une tige de quartz synthétique à un disque de silicium utilisé pour absorber l’énergie, l’équipe a testé si l’appareil pouvait retenir la chaleur. Ils l’ont projeté avec une énergie équivalente à la lumière du soleil provenant de 136 soleils ; la tige s’est réchauffée à environ 1 112 degrés F (600 degrés C) mais la plaque absorbante a atteint une température de 1 922 degrés F (1 050 degrés C).
« Les gens ont tendance à considérer l’électricité uniquement comme de l’énergie, mais en fait, environ la moitié de l’énergie est utilisée sous forme de chaleur. ", a déclaré Emiliano Casati, ingénieur à l’ETH Zurich et auteur correspondant de l’étude, dans une cellule. libérer. «Pour lutter contre le changement climatique, nous devons décarboniser l’énergie en général.»
À ce jour, les récepteurs solaires, c’est-à-dire les appareils qui concentrent la chaleur des miroirs réfléchissant la lumière du soleil, n’ont pas été capables de gérer efficacement l’énergie solaire à des températures supérieures à 1 832 °C. degrés F (1 000 degrés C). Certains des processus à forte intensité de carbone les plus répandus, comme la fabrication de verre, d’acier et de ciment, nécessitent des températures à et au-delà de cette limite que les entreprises atteignent en brûlant des combustibles fossiles. La fabrication de ciment à elle seule était responsable d’environ 8 pour cent des émissions de CO2. en 2023, selon CBS Newset la fusion du verre est responsable d’environ 95 millions de tonnes de carbone anthropique, selon des recherches publié plus tôt cette année dans le journal de l’American Ceramic Society.
L’ajout de quartz au mélange de fabrication pourrait permettre aux fabricants d’atteindre les températures nécessaires pour travailler avec l’acier, le verre et le ciment. utiliser la lumière du soleil, au lieu de compter uniquement sur des processus qui réchauffent notre planète.
“La question énergétique est une pierre angulaire de la survie de notre société", a déclaré Casati. “L’énergie solaire est facilement disponible et la technologie est déjà là. Pour vraiment motiver l’adoption par l’industrie, nous devons démontrer la viabilité économique et les avantages de cette technologie à grande échelle.
Outre leurs tests expérimentaux, les chercheurs ont modélisé l’efficacité de la configuration et ont découvert que le quartz augmente l’efficacité du récepteur. Dans leur modèle, un Le récepteur était efficace à 40 pour cent à une température de 1 200 degrés C (2 192 degrés F) mais était efficace à 70 pour cent à la même température. lorsque le récepteur était protégé par 11,8 pouces (300 millimètres) de quartz.
L’équipe teste actuellement d’autres matériaux, y compris des fluides et des gaz, qui peuvent agir comme des pièges thermiques. Grâce à leurs capacités de rétention de chaleur, ces Les matériaux pourraient améliorer l’efficacité des solutions d’énergie renouvelable qui ont un long chemin à parcourir si elles veulent un jour supplanter les solutions de longue date. primauté des énergies fossiles.
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