Pubblicato su Energia Solare

Pubblicato il17 giugno 202313 luglio 2023Autore

Pubblicato su Energia solare – Rivestimento nero di sabbia di quarzo per materiale a basso costo per l'assorbimento del sole e l'accumulo di energia termica per la concentrazione dell'energia solare

Astratto: Il fluido termovettore ad assorbimento solare diretto (HTF) e il materiale per l'accumulo di energia termica (TES) basati su particelle solide stanno guadagnando crescente interesse per l'energia solare a concentrazione ad alta temperatura (CSP). Tuttavia, non esiste materiale particolato che possieda contemporaneamente le prestazioni e i parametri di costo necessari per raggiungere l’obiettivo di costo livellato dell’elettricità del futuro CSP, tra cui elevato assorbimento solare, elevata conduttività termica, buona stabilità meccanica e termica e, soprattutto, basso costo. In questo lavoro, dimostriamo un metodo semplice e scalabile per trasformare la sabbia di quarzo a basso costo in un materiale HTF e TES ad assorbimento diretto del sole rivestendo un sottile guscio di silice contenente nanoparticelle di spinello nero (Cu0.5Cr1.1Mn1.4O4 e CuCr2O4). Il rivestimento nero aumenta l'assorbimento solare della sabbia da ∼0,43 a ∼0,89. La sabbia di quarzo rivestita mostra anche un'eccellente stabilità e proprietà ottiche quasi invariate dopo 100 ore di ricottura isotermica a 800 °C e fino a 24 ore di miscelazione con sfere di macinazione con zirconio stabilizzato con ittrio (YSZ). La conduttività termica effettiva misurata della sabbia di quarzo rivestita aumenta da 0,30 W m−1 K−1 a 0,65 W m−1 K−1 da 20 °C a 700 °C ed è paragonabile a quella della sabbia non rivestita e delle particelle di ceramica Carbo letti attualmente utilizzati negli impianti CSP. Il processo di rivestimento potrebbe rappresentare una strategia economica e generica per migliorare l’assorbimento solare delle particelle solide e, se applicato su sabbia a basso costo, potrebbe trasformarle in mezzi HTF e TES a basso costo e ad alte prestazioni per i futuri sistemi CSP.

Chung, KM e Chen, R. (2023). Rivestimento nero di sabbia di quarzo verso materiale a basso costo per l'assorbimento solare e l'accumulo di energia termica per la concentrazione dell'energia solare. Energia solare, 249, 98-106. https://doi.org/10.1016/j.solener.2022.11.028

Pubblicato nel numero di gennaio di Solar Energy(testo intero)

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