火山爆發後,噴發而出的火山灰都怎麼處理?最近巴塞羅那科學家發現,有鑑於火山灰特殊性能與優異的導熱性能跟熱容量,可以應用在儲熱系統、聚光太陽能系統中。
有別於太陽能板,聚光太陽能是通過一排排的巨大曲面鏡,關注並集中太陽光束到中央塔來產生龐大熱量,溫度遠遠超過1,000 °C,之後這些熱量不是直接用來發電,就是用介質加以存儲起來,之後再使用。
通常這些電廠都是用熔鹽來儲熱,但熔鹽有著極強的腐蝕性,很容易腐蝕設備,縮短設備的使用壽命,其生產成本也很高,低溫時還會不小心固化。位於摩洛哥沙漠的世界上最大的聚光式發電廠,最近還發生熔鹽罐泄露事件,業主直接損失4,700萬美元。
不過巴塞羅那科學家發現,可以添加一些火山灰來解決上述問題。火山灰也容易取得,2021年西班牙加那利群島拉帕爾馬島的老昆布雷火山噴發時,周邊地區便布滿2億立方米的火山灰,這個數量差不多是80,000座奧運游泳池。
目前大量的火山灰,主要是以低成本散裝形式進入土木工程中,研究人員希望可以提高他們的經濟用途,因此團隊將材料壓製成顆粒,開始測試他們的性能,在250-750 °C之間反覆加熱再冷卻、冷卻再加熱,循環次數超過1,000次。
他們發現灰燼表現出優異的導熱性和熱容量,還有不錯的物理和化學穩定性,在過程中氧化質量僅增加0.54%,而且可以跟熔鹽結合,搭配後高溫穩定性達750 °C,消除鹽的腐蝕作用之外,還能存儲足夠的熱量,最重要的是,成本不貴。
西班牙加那利群島拉帕爾馬島的火山灰將是未來研究重點,團隊認為這會是將來儲熱領域的替代跟可持續發展材料,能以優系的成本效益解決的儲能挑戰。
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