Za tym imponującym rezultatem stoją przedstawiciele Politechniki Federalnej w Zurychu, którzy uzyskali temperaturę przekraczającą 1000 stopni Celsjusza. O kulisach tego ambitnego przedsięwzięcia piszą teraz na łamach Device. Ich dokonania będą bardzo istotne choćby ze względu na możliwość wykorzystania zgromadzonych informacji na potrzeby przemysłowe.
Takie procesy, oparte na paliwach kopalnych, wiązały się do tej pory z emisjami szkodliwych dla środowiska substancji, z dwutlenkiem węgla na czele. Stosując alternatywę w postaci odnawialnych źródeł energii takich komplikacji można byłoby uniknąć. A mówimy przecież o bardzo istotnym sektorze, związanym z produkcją stali, szkła czy cementu.
Do realizacji tych celów potrzeba temperatur przekraczających 1000 stopni Celsjusza, co przez długi czas wydawało się barierą nie do przeskoczenia przy użyciu odnawialnych źródeł energii. Słońce może jednak wypełnić tę lukę, czego najlepszym dowodem są wyniki ostatnich eksperymentów. Gra jest bez wątpienia warta świeczki, wszak wspomniany sektor odpowiada za 25 procent zużycia energii przypisywanego na konto ludzkości.
Do tej pory do uzyskiwania wysokich temperatur wykorzystywano przede wszystkim paliwa kopalne, co przekładało się na emisje gazów cieplarnianych
Jako że za spełnianie tego zapotrzebowania odpowiadają paliwa kopalne, to możemy sobie wyobrazić, jak ogromne ilości gazów cieplarnianych powstają w całym procesie. Nowa, choć dobrze znana opcja w postaci światła słonecznego może okazać się w tym przypadku wielkim gamechangerem. Niestety, choć sam pomysł był sensowny, to jego realizacja wypadała dość blado. Naukowcy wykorzystywali w przeszłości odbiorniki, za pośrednictwem których próbowali uzyskać temperatury przekraczające 1000 stopni Celsjusza, lecz okazywało się to niemożliwe na skalę przemysłową.
Zmienili więc podejście i postawili na półprzezroczyste materiały pokroju kwarcu. Jak wyjaśniają, światło słoneczne przechodzi przez dodatkową warstwę takiego materiału, by następnie dotrzeć do absorbera słonecznego. Tam jest ono zamieniane na ciepło, którego temperatura wzrasta, lecz ponownie wyemitowane promieniowanie podczerwone jest częściowo pochłaniane przez dodatkową warstwę. Sprawia to, że ograniczone są straty ciepła, co potęguję wydajność całego układu.
W objętej testami formie urządzenie zawierało pręt z syntetycznego kwarcu, który został przymocowany do nieprzezroczystego krążka krzemowego. Następnie na układ zostało skierowane światło pochodzące ze 136 słońc. Płyta rozgrzała się do temperatury 1050 stopni Celsjusza, natomiast pręt kwarcowy utrzymywał wartość rzędu 600 stopni Celsjusza. Późniejsze pomiary potwierdziły, iż wykorzystanie warstwy kwarcu bardzo korzystnie wpływa na zmierzoną wydajność, która wzrosła z 40 do 70 procent.