Отходы сталелитейного производства могут помочь в сохранении солнечной энергии — результаты нового исследования

Ученые выяснили, что сталелитейные отходы, особенно шлак электродуговых печей могут стать дешевым и эффективным материалом для хранения солнечной тепловой энергии.

Исследователи из Университета Пенсильвании обнаружили, что каменистые отходы сталелитейного производства могут служить недорогим вариантом для аккумулирования тепла в системах высокотемпературного хранения тепловой энергии (TES).

Накопление энергии в виде тепла является проверенным способом решения проблемы перепадов поступления солнечной энергии в темное или облачное время, однако такие системы часто имеют высокую стоимость и низкую надежность работы.

Первый этап трехступенчатого проекта, результаты которого были опубликованы в журнале Solar Energy, был посвящен оценке морфологической структуры и свойств трех типов шлаков для уменьшения количества промышленных отходов и создания экономики замкнутого цикла.

Команда ученых под руководством Олумиде Огунмодима и аспиранта Майкла Энемуо проанализировала три разновидности шлаков, образующихся при выплавке стали: шлак из ковшовой металлургии (богат оксидами магния и алюминаты кальция), шлак из кислородно-конвертерной печи. шлак из электродуговой печи (ЭДП), отличающийся более стабильной кристаллической структурой. Используя многокомпонентную аналитическую методику, исследователи изучали способность материалов к теплоаккумулированию, их морфологию, состав и степень деградации.

По словам авторов работы, переработка промышленных отходов в сырье позволяет не только снизить стоимость производства энергии, но и существенно снизить углеродный след.

По результатам анализа, наиболее перспективным кандидатом для дальнейшего изучения признан шлак электродуговой печи. Он продемонстрировал высокие характеристики, включая низкую потерю массы, минимальное количество свободных оксидов, стабильную реакцию теплового потока и устойчивость к расширению, вызванному гидратацией. В рейтинге пригодности он занял первое место, за ним идут ковшовые и конвертерные шлаки. В будущем команда планирует произвести прямые измерения теплопроводности, удельной теплоемкости и плотности материалов, а также выполнить моделирование для подтверждения их стабильности перед началом практического использования.

Реклама: