一种创新的热阱可以利用阳光达到超过1000摄氏度的温度

在未来，太阳能可以用来生产水泥或钢铁，而不是燃烧煤炭或石油。苏黎世联邦理工学院的研究人员已经开发出一种热阱，可以吸收集中的阳光，并提供超过1000摄氏度的热量。

这项新技术最大限度地减少了热损失，使高效产生这种高温成为可能。

这种方法还可以为工业工厂提供高温，从而使这些工业实现碳中和。

工业热过程

水泥、金属和许多化工产品的生产都需要超过1000摄氏度的极高温度。目前，这种热量通常是通过燃烧化石燃料获得的：煤或天然气，这些燃料会排放大量的温室气体。用可再生电力供热不是一种替代方案，因为在如此高的温度下，这将是低效的。尽管在未来几十年，我们的经济和社会的大部分都需要实现碳中和，但在不久的将来，这些工业过程很可能会继续由化石燃料提供动力。它们被认为很难脱碳。

太阳能热技术的突破

苏黎世理工大学的科学家现在已经在实验室中展示了一种使这些行业独立于化石燃料的方法。利用太阳辐射，他们设计了一种设备，可以在生产过程所需的高温下传递热量。由能源和过程系统工程小组的科学家埃米利亚诺·卡萨蒂和可再生能源载体教授阿尔多·斯坦菲尔德领导的团队已经开发出一种热陷阱。它由一个连接到陶瓷吸收器的石英棒组成，由于其光学特性，可以有效地吸收阳光并将其转化为热量。

在实验室规模的实验中，研究小组使用了直径7.5厘米、长30厘米的石英棒。他们将其暴露在强度相当于太阳光135倍的人造光下，温度达到1050摄氏度。其他研究人员先前的研究已经通过这种热阱达到了170度的最大值。

大规模太阳能聚光技术已经在工业规模上建立起来，用于太阳能发电，例如在西班牙、美国和中国。这些设施通常在高达600度的温度下运行。在更高的温度下，辐射造成的热量损失会增加并降低工厂的效率。苏黎世联邦理工学院研究人员开发的热阱的一个主要优点是最大限度地减少了辐射热损失。

高温太阳能电站

“我们的方法显著提高了太阳能吸收的效率。”卡萨蒂说。“因此，我们有信心这项技术能够支持高温太阳能发电站的部署。”然而，他表示，详细的技术和经济分析仍有待进行。这样的分析超出了当前实验研究的范围，研究人员已在科学期刊《设备》上发表了这项研究。

卡萨蒂正在继续他的研究，以优化这一过程。有一天，这项技术不仅可以使太阳能发电成为可能，而且还可以大规模地使能源密集型工业脱碳。“为了应对气候变化，我们一般需要使能源脱碳，”卡萨蒂说。“人们通常认为能源是电力，但实际上，我们大约一半的能源是以热能的形式使用的。”

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