Около половины всей энергии наша цивилизация использует в виде тепла, а не электричества. Поэтому понижение углеродного следа только в сфере генерации не решит стоящих перед человечеством климатических задач. Производство тепла также подлежит декарбонизации и, прежде всего, речь о тепле для энергоёмких производств, таких как выплавка металла или выпуск цемента.
Источник изображений: ETH Zurich/Emiliano Casati
Традиционно до попадания на приёмник тепла солнечный свет тем или иным образом концентрируется. Обычно это делается с помощью параболических зеркал. Тепловая ловушка исследователей из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) вбирает в себя сфокусированный солнечный свет и на выходе отдаёт высокую температуру. Основная задача — сделать такую ловушку компактной и эффективной, а также устойчивой к длительной эксплуатации с большим перепадом температур на обоих концах: входном и выходном.
Швейцарцы предложили сочетание прозрачного для света кварцевого стержня диаметром 7,5 см и длиной 30 см, в который с одного конца поступает сфокусированный свет, и непрозрачного диска из карбида кремния на другом (приёмном) конце. Учёные подчёркивают, что на приёмном конце для максимального преобразования света в тепло должен быть именно непрозрачный материал. Карбид кремния поглощает тепло и передаёт его дальше для использования.
В лабораторных условиях на предложенную тепловую ловушку подали имитатор солнечного света, усиленного в 135 раз. На выходе получилась температура 1050 °C. Конкурирующие разработки в сходных условиях выдавали на приёмном конце температуру не больше 170 °C. Разница очевидна. В то же время исследователи пока не готовы обосновать техническое и экономическое использование предложенных ими тепловых ловушек на практике. Это будет темой нового исследования.