就地取材最佳儲(chǔ)熱載體,坦桑尼亞巖石成儲(chǔ)能選項(xiàng)

除了鹽之外,還有什么物質(zhì)適合儲(chǔ)存熱能,最終能用在電網(wǎng)級(jí)的儲(chǔ)熱系統(tǒng)? 最近坦桑尼亞科學(xué)家發(fā)現(xiàn),坦桑尼亞在地的花崗巖、皂石跟滑石,非常適合儲(chǔ)存太陽(yáng)熱能,在高溫下也具有高能量密度和穩(wěn)定性。
目前常提及的儲(chǔ)能系統(tǒng)主要是電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng),好比鋰離子電池,它確實(shí)能迅速調(diào)度電力,達(dá)成穩(wěn)定電網(wǎng)頻率的功用,但價(jià)格高昂,除了鋰之外,也需要鈷、鎳等多種材料,在應(yīng)用方面,也不適合長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存能量。
因此坦桑尼亞科學(xué)家瞄準(zhǔn)另一種儲(chǔ)能方式,也就是熱能儲(chǔ)存(TES),以液體或固體儲(chǔ)存熱量,最后再用熱能驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。 坦桑尼亞尼爾森中非科學(xué)與技術(shù)研究所(Nelson Mandela African Institution of Science and Technology)與阿德大學(xué)(Ardhi University)團(tuán)隊(duì)認(rèn)為,花崗巖跟皂石都是在高溫環(huán)境下形成,而且遍布世界各地,有機(jī)會(huì)成為不錯(cuò)的儲(chǔ)熱材料。

也因?yàn)椴煌貐^(qū)的花崗巖跟皂石有不同特性,團(tuán)隊(duì)著手調(diào)查坦桑尼亞克拉通(Craton)地質(zhì)跟烏薩加蘭(Usagaran)地質(zhì)帶交匯點(diǎn)的巖石,
其中的花崗巖樣本含有大量的氧化硅,強(qiáng)度較高,但克拉通的花崗巖含有容易脫水的白云母,在高溫下不太穩(wěn)定; 團(tuán)隊(duì)也在皂石中發(fā)現(xiàn)菱鎂礦,有較高的密度和熱容量,當(dāng)加熱到超過(guò)攝氏 980 度時(shí),滑石樣本和烏薩加蘭花崗巖都沒(méi)有見(jiàn)到裂縫,相較之下克拉通花崗巖直接崩裂,團(tuán)隊(duì)也發(fā)現(xiàn)皂石比花崗巖更容易釋放儲(chǔ)存的熱量。
團(tuán)隊(duì)最后認(rèn)為,克拉通滑石有著最佳的儲(chǔ)熱性能,能高效吸收、儲(chǔ)存和傳遞熱量,同時(shí)也有良好的化學(xué)穩(wěn)定性跟機(jī)械強(qiáng)度,其他巖石也能應(yīng)用在低能量的儲(chǔ)熱系統(tǒng),像是太陽(yáng)能干燥器等等。 研究人員表示,雖然還需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn),但這些樣本顯示能為永續(xù)儲(chǔ)能材料助一臂之力。