ابداع ماده‌ای مقاوم در برابر حرارت ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گرادی

به گزارش ایسنا، تیم تحقیقاتی در موسسه علم و فناوری کره(KIST) ماده‌ای نسوز تولید کرده است که خواص نوری خود را حتی در ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد و تحت تابش اشعه فرابنفش قوی نیز حفظ می‌کند.

به نقل از اس‌ای، این ماده را می‌توان در کاربردهای مختلف از هوافضا گرفته تا سیستم‌های فتوولتائیک حرارتی(TPV) مورد استفاده قرار داد.

تابش حرارتی اصطلاحی است که برای تعریف تابش الکترومغناطیسی ساع شده است از تمام موادی که بالاتر از صفر مطلق است، استفاده می‌شود. این تابش از گرمای ایجاد شده در هنگام حرکت بارهای موجود در ماده و آزاد شدن آن به شکل تابش الکترومغناطیسی حاصل می‌شود.

تحقیقات روی بهره برداری از این تشعشع به عنوان یک منبع انرژی کار کرده است. گرمای تاسیساتی مانند نیروگاه‌های تولید برق حرارتی و سایت‌های تولید صنعتی را می‌توان برای گرمایش، سرمایش و حتی انرژی در صورت وجود مواد نسوز حرارتی مناسب استفاده کرد.

این تحقیقات بیشتر بر روی استقرار فناوری در شرایط محیطی کلی‌شده است. برای توسعه کاربرد آن، مواد جدیدتری جستجو می‌شوند که در محیط‌های خشن عمل کنند.

تولید برق از تابش غیر مستقیم خورشید

در تلاش‌های ما برای حذف سوخت‌های فسیلی، پروژه‌های تولید انرژی در مقیاس بزرگ با استفاده از نور خورشید در نقاط مختلف جهان در حال حاضر هستند. با این حال، تابش خورشیدی را که وارد زمین می‌شود و استفاده نمی‌شود، باقی می‌ماند، منبع منبع دیگری است که می‌خواهند از آن بهره ببرند.

جونگ‌بام کیم پژوهشگر ارشد در KIST که تیم تحت رهبری این مواد نسوز جدید را توسعه داده است، می‌گوید: به عنوان جایگزینی برای انرژی‌های انرژی پذیر خورشیدی و بادی که برق آن را به شرایط آب و هوا، متفاوت است، فناوری تولید انرژی ترموالکتریک دوستدار بسته است. محیط زیستی که از انرژی تابشی ساطع می‌شود خورشید و محیط‌های با دمای بالا برای تولید برق مورد استفاده قرار می‌گیرد.

این مواد جدید چگونه ساخته شد؟

به طور معمول، موادی مانند تنگستن، نیکل و نیترید تیتانیوم به عنوان مواد رسانای نسوز استفاده می‌شوند. با این حال، این مواد به راحتی در دماهای بالاتر می‌شوند.

بر اساس بیانیه مطبوعاتی پژوهشگران کره‌ای، آنها از تکنیک‌های رسوب لیزری پالسی برای ساختن نانوباریم منتخب تخدیر شده با لانتانیم(LBSO) در لایه نازکی در استفاده از نانو استفاده کردند. این ماده می‌تواند عملکرد خود را حتی زمانی که در معرض 1000 درجه سانتیگراد قرار دهد، با قدرت 9 مگاوات بر سانتی‌متر مربع قرار می‌گیرد.

تیم تحقیقاتی همچنین ساطع کننده حرارتی در فروسرخ با استفاده از LBSO ساخت و این ماده را در صورت استفاده در چند لایه به عنوان یک لایه نازک، پایدار یافت. این امکان استفاده از LBSO را برای تولید برق ترمووولتیک (TPV) باز می‌کند.

جالب اینجاست که این ماده می‌دهد تا تشعشعات حرارتی بدون واسطه به سلول‌های PV منتقل شود و در نتیجه از اکسیداسیون آن با هوای جلوگیری کند.

کیم در بیانیه مطبوعاتی اضافه کرد: ماده LBSO با تسریع در تجارت‌سازی تولید برق ترموالکتریک به تغییر آب و هوا و بحران انرژی کمک خواهد کرد.

پژوهشگران مطمئن هستند که LBSO کاربردهایی فراتر از تولید برق و بازیافت گرمای محصولات تجهیزات صنعتی پیدا خواهد کرد. از آنجایی که این ماده در برابر قرار گرفتن در معرض اشعه فرابنفش مقاوم است، می‌تواند گرمای تولید شده توسط قرار گرفتن در معرض نور شدید خورشید را نیز مدیریت کند. این معمولاً در محیط‌های خشن می‌دهد و می‌تواند برنامه‌های کاربردی را در حوزه‌های هوانوردی و فضاهای کمک کند توسعه دهد.

تحقیقات این پژوهش در مجله Advanced Science منتشر شده است.

انتهای پیام