Un appareil qui capte l’énergie solaire avec du quartz a atteint une température de 1050 degrés Celsius lors de tests. Cela pourrait rendre la production d’acier et de ciment sans CO2.
Les ingénieurs ont développé un appareil capable de générer des températures supérieures à 1 000 degrés Celsius en captant efficacement la lumière du soleil. À l’avenir, cette technique pourrait constituer une alternative durable à la combustion de combustibles fossiles dans la production de matériaux tels que l’acier, le verre et le ciment.
Lors de la production de ces matériaux, vous devez chauffer les matières premières à plus de 1 000 degrés. Cela se fait désormais en brûlant des combustibles fossiles, ce qui est extrêmement gourmand en énergie. « Environ la moitié de l’énergie que nous utilisons dans le monde n’est pas convertie en électricité », déclare Emiliano Casati de l’ETH Zurich en Suisse, qui a discuté de l’appareil avec des collègues chercheurs publié dans la revue Device. «Il sert à la production d’une grande partie des matériaux dont nous avons besoin dans notre vie quotidienne et dans l’industrie.»
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Fours à Zonne
Les fours solaires pourraient être une alternative à la combustion de combustibles fossiles. Ces installations sont constituées de miroirs mobiles qui concentrent la lumière solaire sur un récepteur atteignant des températures élevées. Mais actuellement, les fours solaires sont très inefficaces pour convertir l’énergie solaire à des températures supérieures à 1 000 degrés, explique Casati.
Pour améliorer l’efficacité de ces appareils, Casati et ses collègues ont conçu un récepteur solaire qui retient la chaleur. L’entourent une couche de quartz de 300 millimètres.
Le quartz est un matériau semi-transparent qui transmet de l’énergie sous forme de lumière, mais bloque la lumière infrarouge ou le rayonnement thermique. Cela signifie que lorsque le récepteur en silicium chauffe à cause de la lumière solaire concentrée, le quartz empêche l’énergie thermique de s’échapper. En conséquence, le système retient la chaleur et moins d’énergie est perdue.
Appareil dans lequel une température de 1050 degrés Celsius a été atteinte lors de tests. Image : Appareil/Casati et al.
Plus de mille degrés
L’équipe a testé le récepteur solaire modifié dans une configuration simulant la lumière du soleil avec des LED. Leurs premières expériences ont montré que le récepteur en silicium atteignait facilement 1 050 degrés Celsius.
Selon les modèles théoriques, le bouclier en quartz devrait même permettre au four solaire d’atteindre des températures allant jusqu’à 1 200 degrés, tandis que 70 % de l’énergie captée reste dans le système. Sans le bouclier de quartz, l’efficacité énergétique tombe à seulement 40 pour cent pour la même température.
Bien que ce ne soit qu’un preuve de concept Autrement dit, pour démontrer que la technique fonctionne, Casati espère qu’elle pourra être largement utilisée à l’avenir comme moyen durable de produire les températures élevées nécessaires à la production de matériaux tels que l’acier, le verre et le ciment. « Nous devons vraiment relever le défi de la décarbonation de ces industries et cela pourrait être l’une des solutions », dit-il.
2024-05-26 11:13:50
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