Veröffentlicht bei Solar Energy

Gepostet am 17. Juni 202313. Juli 2023Autor

Veröffentlicht bei Solar Energy – Schwarze Beschichtung aus Quarzsand für kostengünstiges, solarabsorbierendes und thermisches Energiespeichermaterial zur Konzentration von Solarenergie

Abstrakt: Direkt solarabsorbierende Wärmeübertragungsflüssigkeit (HTF) und thermische Energiespeicherung (TES) auf der Basis fester Partikel gewinnen zunehmend an Interesse für die Hochtemperatur-konzentrierende Solarenergie (CSP). Es gibt jedoch kein Partikelmaterial, das gleichzeitig über die Leistungs- und Kostenkennzahlen verfügt, die erforderlich sind, um die angestrebten Stromgestehungskosten zukünftiger CSP zu erreichen, einschließlich hoher Sonnenabsorption, hoher Wärmeleitfähigkeit, guter mechanischer und thermischer Stabilität und, was wichtig ist, niedriger Kosten. In dieser Arbeit demonstrieren wir eine einfache und skalierbare Methode, um kostengünstigen Quarzsand in ein direkt sonnenabsorbierendes HTF- und TES-Material umzuwandeln, indem wir eine dünne Silica-Hülle mit schwarzen Spinell-Nanopartikeln (Cu0,5Cr1,1Mn1,4O4 und CuCr2O4) beschichten. Die schwarze Beschichtung erhöht die Sonnenabsorptionsfähigkeit des Sandes von ∼0,43 auf ∼0,89. Der beschichtete Quarzsand zeigt auch nach 100-stündigem isothermen Glühen bei 800 °C und bis zu 24-stündigem Kugelmischen mit Yttria Stabilized Zirconia (YSZ)-Mahlkugeln eine hervorragende Stabilität und nahezu unveränderte optische Eigenschaften. Die gemessene effektive Wärmeleitfähigkeit des beschichteten Quarzsands steigt von 20 °C bis 700 °C um 0,30 W m−1 K−1 auf 0,65 W m−1 K−1 und ist vergleichbar mit der von unbeschichtetem Sand sowie Carbo-Keramikpartikeln Betten, die derzeit in CSP-Anlagen verwendet werden. Der Beschichtungsprozess könnte eine kostengünstige und generische Strategie zur Verbesserung der Sonnenabsorptionsfähigkeit fester Partikel darstellen und diese bei Anwendung auf kostengünstigem Sand in kostengünstige und leistungsstarke HTF- und TES-Medien für zukünftige CSP-Systeme umwandeln.

Chung, KM, & Chen, R. (2023). Schwarzer Quarzsandüberzug für ein kostengünstiges, solarabsorbierendes und thermisches Energiespeichermaterial zur Konzentration von Solarenergie. Solarenergie, 249, 98-106. https://doi.org/10.1016/j.solener.2022.11.028

Veröffentlicht in der Januar-Ausgabe von Solar Energy(voller Text)

Bitte überprüfen Sie Ihren Posteingang oder Spam-Ordner, um Ihr Abonnement zu bestätigen.

KategorienKürzlich veröffentlichte CSP-Artikel in FachzeitschriftenTagsPartikel, thermische Energiespeicherung