En ny utveckling skulle göra elproduktion från solens värme mer effektiv, genom att använda keramiska metallplattor för värmeöverföring vid högre temperaturer och vid förhöjda tryck. Upphovsman:Purdue University illustration/Raymond Hassan
Ett team av forskare som är anslutna till flera institutioner i USA har tagit fram en ny typ av cermet som kan vara särskilt användbar som värmeväxlare i solkraftverk. I deras tidning publicerad i tidningen Natur , gruppen beskriver hur det nya materialet tillverkades och dess fördelaktiga egenskaper.
Termen "cermet" beskriver en klass av material som tillverkas genom att kombinera [cer] amics och [met] als. De utvecklades först av ingenjörer som arbetade med att lösa problem med jetmotorer för det amerikanska flygvapnet. De är kända för sitt motstånd mot värme och oxidation, deras styrka, och deras förmåga att hålla ut under extrema temperaturförändringar. Under de senaste decennierna har de har använts i många fler applikationer. En av begränsningarna för nuvarande cermets, dock, är att de bara kan användas för att skapa små delar eller appliceras som ytbeläggning. I denna nya insats, forskarna rapporterar att de har utvecklat en cermet som kan användas i mycket större applikationer, som i värmeväxlare för kraftverk.
Att göra den nya cermeten var en komplicerad process med att skapa en föregångare, och sedan bearbetning, värmer och bearbetar den. Den resulterande formen värms igen, nedsänkt i en blandning av zirkonium och koppar, och återigen uppvärmd. Forskarna rapporterar att den färdiga produkten var 58 procent zirkonium, 36 procent volfram och resten koppar- och volframkarbidrester. De rapporterar också att den nya kermet ledde värme 2,5 till tre gånger bättre än järn eller nickellegeringar vid temperaturer upp till 800 ° C och att den höll sin styrka vid den temperaturen.
Forskarna föreslår att deras nya cermet kan vara idealisk som värmeväxlare i solkraftverk, gör dem mycket mer effektiva. Men innan det kan hända, den nya cermeten måste övervinna en stor brist - dess känslighet för oxidation vid höga temperaturer. Forskarna föreslår att olika lösningar för detta problem kan användas för olika applikationer - belägga det med koppar, till exempel, och tillsats av kolmonoxid till superkritisk CO 2 används i kraftanläggningar som använder den som arbetsvätska i värmeväxlingssystem. De noterar att det också skulle vara billigare att producera värmeväxlare baserade på den nya cermeten än de som nu bygger på konventionella material.
pressmeddelande
© 2018 Phys.org
