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當一個地區被火山灰覆蓋時很少有好消息--但巴塞羅那大學的研究人員發現，火山灰具有罕見的有用特性組合，使其成為一種非常有用的儲能介質。我們曾多次報道過超級廉價的熱能存儲，也曾多次報道過在超高溫下工作的高效熱電池。最便宜的"磚塊烤面包機"使用的是最豐富的材料，而最高效的"磚塊烤面包機"使用的是液態錫和碳材料，可以處理超高溫。 發表在《儲能雜志》上的一項新研究的核心應用是聚光太陽能。所以，不是光伏電池板--我們說的是那些在沙漠中的高塔，其周圍有一排巨大的拋物面反射鏡，旨在精確跟蹤太陽并將其光線反射到一個點上。  位于加利福尼亞州的 Heliogen 聚光太陽能系統溫度超過 1000 °C 此時，所有這些聚焦的光束都會產生巨大的熱量，通常遠遠超過 1000 °C（1,832 °F）--這就是可憐的"放大鏡下的螞蟻"效應，被放大到了極致。 這些熱量可以直接用于發電（通常使用蒸汽輪機），也可以通過加熱某種熱電池儲存起來，以供日后使用。許多此類裝置都使用熔鹽來實現這一目的，因為熔鹽的熱特性可以在高溫下有效地儲存和回收熱量。 不過，熔鹽也有很大的缺點：腐蝕性極強，會侵蝕設備，縮短設備的使用壽命。它們的生產成本也很高，而且有時會在較低的溫度下凝固，給工作帶來麻煩。 火山爆發留下的大量火山灰可重新用于廉價的可再生能源存儲 早在 2021 年，加那利群島拉帕爾馬島上的一座火山爆發時，周圍地區就堆積了 2 億立方米（按標準新聞單位計算，相當于 70.6 億立方英尺，或 8 萬個奧林匹克游泳池）的火成巖和火山灰廢料。 因此，火山灰并不短缺。事實上，很多火山灰都作為低成本的散裝材料被用于土木工程項目中。但巴塞羅那的研究人員希望測試火山灰作為儲熱介質的潛力，因此他們將火山灰壓制成顆粒，并在 250 到 750 °C （480-1380 °F）之間反復加熱和冷卻，循環 1000 次。 收到的火山灰樣品，b) 裝有熔融太陽能鹽的氧化鋁坩堝（右）和與火山灰接觸的熔融太陽能鹽（左），c) 火山灰片劑，d) 在 250 °C-750 °C 之間循環 1,000 次后的結果 他們發現，這種灰燼具有出色的導熱性和熱容量，并保持物理和化學穩定性，在一千次循環過程中，因氧化而增加的質量僅為 0.54%。 更重要的是，他們發現它與熔鹽配合使用效果很好。如果將灰燼與熔鹽混合在一起，它就能消除熔鹽的腐蝕作用，同時還能儲存足夠的熱量，減輕熔鹽的凝固趨勢，而且成本低廉。在使用熔鹽傳熱的儲罐中，將灰分分開保存，灰分幾乎可以很好地完成后一部分工作。 收到的火山灰和經過 1000 次重熱循環后的掃描電子顯微鏡和 EDS 圖像 它還適合用作直接的"開放式接收器"--在這種布置中，聚光太陽光束將直接瞄準由灰燼建造的結構，從而實現超高溫運行和高效的熱電轉換。 研究人員寫道："來自拉帕爾馬島的火山灰具有巨大的潛力成為一種替代性和可持續的材料，可應用于 TES 領域......提供具有成本效益的解決方案和潛在的儲能節省。" |
