岩石：意想不到的可持续太阳能储存发电站

(资料图)

根据发表在ACS Omega上的一项研究，可持续能源储存的未来可能存在于普通材料中，例如岩石，特别是皂石和花岗岩，并与太阳能相结合。

坦桑尼亚的研究人员发现，普通岩石，特别是滑石和花岗岩，可能是热能储存 (TES) 的理想选择，它涉及储存太阳能供以后使用。

下一代可持续能源技术可能由一些低技术含量的材料构建：岩石和太阳。使用一种称为聚光太阳能的新方法，来自太阳的热量被储存起来，然后用于干燥食物或发电。ACS Omega的一个团队报告发现，来自坦桑尼亚的某些滑石和花岗岩样品非常适合储存这种太阳热能，即使在高温下也具有高能量密度和稳定性。

能量通常在不需要时储存在大电池中，但这些电池可能很昂贵并且需要大量资源来制造。一种技术含量较低的替代方案是热能储存 (TES)，它以液体或固体（例如水、油或岩石）中的热量形式收集能量。当释放时，热量可以驱动发电机发电。

花岗岩和皂石等岩石是在高温下专门形成的，在全球各地都有发现，这可能使它们成为有利的 TES 材料。然而，它们的特性可能会根据它们在世界上形成的位置而有很大差异，可能使某些样本比其他样本更好。在坦桑尼亚，克拉通和乌萨加兰地质带交汇，都含有花岗岩和滑石。因此，来自纳尔逊曼德拉非洲科学技术研究所和阿尔迪大学的 Lilian Deusdedit Kakoko、Yusufu Abeid Chande Jande 和 Thomas Kivevele 想要研究在这些带中发现的皂石和花岗岩的特性。

这些花岗岩（左）和皂石（右）样品可以帮助储存来自太阳的热量来发电。图片来源：改编自 ACS Omega，2023 年，DOI：10.1021/acsomega.3c00314

该团队从这些带中收集了几个岩石样本并进行了分析。花岗岩样品含有大量的氧化硅，增加了强度。然而，克拉通花岗岩含有其他化合物，包括易脱水的白云母，并可能使岩石在高温下不稳定。在皂石中发现了菱镁矿，它具有高密度和热容量。

当加热到超过 1800 华氏度的温度时，滑石样品和 Usagaran 花岗岩都没有可见的裂缝，但 Craton 花岗岩分崩离析。此外，皂石比花岗岩更容易释放储存的热量。

总之，Craton soapstone 作为 TES 具有最好的性能，能够有效地吸收、储存和传递热量，同时保持良好的化学稳定性和机械强度。然而，其他岩石可能更适合低能量 TES 应用，例如太阳能干燥器。

研究人员表示，虽然还需要进一步的实验，但这些样品显示出成为可持续储能材料的良好前景。

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