巖石：意想不到的可持續(xù)太陽能儲存發(fā)電站

坦桑尼亞的研究人員發(fā)現(xiàn)，普通巖石，特別是滑石和花崗巖，可能是熱能儲存 (TES) 的理想選擇，它涉及儲存太陽能供以后使用。

下一代可持續(xù)能源技術可能由一些低技術含量的材料構建：巖石和太陽。使用一種稱為聚光太陽能的新方法，來自太陽的熱量被儲存起來，然后用于干燥食物或發(fā)電。ACS Omega的一個團隊報告發(fā)現(xiàn)，來自坦桑尼亞的某些滑石和花崗巖樣品非常適合儲存這種太陽熱能，即使在高溫下也具有高能量密度和穩(wěn)定性。

能量通常在不需要時儲存在大電池中，但這些電池可能很昂貴并且需要大量資源來制造。一種技術含量較低的替代方案是熱能儲存 (TES)，它以液體或固體(例如水、油或巖石)中的熱量形式收集能量。當釋放時，熱量可以驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。

花崗巖和皂石等巖石是在高溫下專門形成的，在全球各地都有發(fā)現(xiàn)，這可能使它們成為有利的 TES 材料。然而，它們的特性可能會根據(jù)它們在世界上形成的位置而有很大差異，可能使某些樣本比其他樣本更好。在坦桑尼亞，克拉通和烏薩加蘭地質(zhì)帶交匯，都含有花崗巖和滑石。因此，來自納爾遜曼德拉非洲科學技術研究所和阿爾迪大學的 Lilian Deusdedit Kakoko、Yusufu Abeid Chande Jande 和 Thomas Kivevele 想要研究在這些帶中發(fā)現(xiàn)的滑石和花崗巖的特性。

這些花崗巖(左)和皂石(右)樣品可以幫助儲存來自太陽的熱量來發(fā)電。圖片來源：改編自 ACS Omega，2023 年，DOI：10.1021/acsomega.3c00314

該團隊從這些帶中收集了幾個巖石樣本并進行了分析。花崗巖樣品含有大量的氧化硅，增加了強度。然而，克拉通花崗巖含有其他化合物，包括易脫水的白云母，并可能使巖石在高溫下不穩(wěn)定。在皂石中發(fā)現(xiàn)了菱鎂礦，它具有高密度和熱容量。

當加熱到超過 1800 華氏度的溫度時，滑石樣品和 Usagaran 花崗巖都沒有可見的裂縫，但 Craton 花崗巖分崩離析。此外，皂石比花崗巖更容易釋放儲存的熱量。

總之，Craton soapstone 作為 TES 具有最好的性能，能夠有效地吸收、儲存和傳遞熱量，同時保持良好的化學穩(wěn)定性和機械強度。然而，其他巖石可能更適合低能量 TES 應用，例如太陽能干燥器。

研究人員表示，雖然還需要進一步的實驗，但這些樣品顯示出成為可持續(xù)儲能材料的良好前景。

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