Un nou dispozitiv a captat și a folosit recent radiația solară pentru a încălzi un obiect la o temperatură de o mie de grade Celsius, dându-ne speranța că în viitor cuptoarele metalurgice ar putea fi alimentate cu energie solară. Cuptoare metalurgice, sunt echipamente industriale utilizate pentru topirea materiilor prime, cum ar fi minereul de fier, cocs (cărbune metalurgic) și calcar pentru a produce oțel brut. După ce materialele sunt topite, oțelul lichid poate fi format în diferite forme și dimensiuni folosind matrițe sau matrițe în cuptor. Acest pas este esențial pentru modelarea oțelului conform specificațiilor cerute pentru diferite produse finite.
Cuptoarele matalurgice sunt, de asemenea, folosite pentru a efectua diferite tratamente termice ale oțelului pentru a modifica proprietățile fizice și mecanice ale acestuia. Aceste tratamente includ călirea, revenirea și normalizarea care conferă oțelului rezistență, ductilitate și alte caracteristici specifice în funcție de nevoile aplicației finale. Aceste dispozitive sunt folosite și în procesul de reciclare a oțelului. Acestea permit topirea deșeurilor de oțel recuperate, cum ar fi deșeurile și deșeurile, pentru a le transforma în material nou utilizabil.
Pentru a funcționa, aceste cuptoare funcționează în general la temperaturi foarte ridicate, adesea peste o mie de grade Celsius. Cu toate acestea, încălzirea acestor mașini folosind combustibili fosili precum cărbunele și petrolul are ca rezultat emisii semnificative de gaze cu efect de seră, care contribuie la schimbările climatice, de unde și interesul pentru această nouă descoperire. Cercetătorii au folosit energia solară pentru a încălzi obiectele la temperaturi de până la o mie de grade Celsius.
Abordarea inovatoare folosită de oamenii de știință se bazează pe mai multe elemente cheie, care au fost prezentate într-un articol publicat în revista Device. Prima este absorbția și reemisia luminii de către cuarțul sintetic. Concret, radiația solară este proiectată pe o tijă de cuarț sintetic care acționează ca un receptor solar. Acest material semi-transparent absoarbe puternic lumina soarelui și o reemite sub formă de căldură. Această proprietate este esențială deoarece permite convertirea eficientă a energiei solare în căldură. Odată generată de cuarțul sintetic, căldura este apoi transferată într-o cupă din siliciu opac. Acest vas acționează ca un rezervor termic care absoarbe căldura din cuarț și astfel ajunge la temperaturi extrem de ridicate fără a necesita folosirea combustibililor fosili.
Această abordare inovatoare depășește o limitare majoră a rcuptoarelor solare tradiționale, care s-au luptat să atingă temperaturi de până la o mie de grade Celsius. Folosind cuarțul sintetic pentru a capta energia solară, cercetătorii au reușit să depășească această barieră, deschizând calea către o nouă eră a producției durabile și eficiente din punct de vedere energetic.
Implicațiile acestei descoperiri sunt majore. Nu numai că oferă posibilitatea reducerii semnificative a emisiilor de carbon în industria prelucrătoare, dar deschide și ușa către o utilizare mai răspândită a energiei solare în alte sectoare. Cu teste suplimentare și evaluarea viabilității economice la scară largă, această tehnologie ar putea revoluționa modul în care producem și folosim energia, contribuind la lupta împotriva schimbărilor climatice și la un viitor mai durabil.
