NUST MISIS-wetenschappers samen met hun collega's van het Central Metallurgical R&D Institute (Caïro, Egypte) hebben een composietmateriaal ontwikkeld om de levensduur van zonnetorens tot vijf jaar te verlengen. Het onderzoeksartikel is gepubliceerd in Hernieuwbare energie .

Vandaag, zonne-energiecentrales (SPP) worden steeds populairder, het mogelijk maken om op industriële schaal zonne-energie op te vangen en te verwerken. Zogenaamde zonnetorens behoren tot de meest veelbelovende typen SPP's. Een SPP is een hoge toren met daarin een watertank en een turbinesysteem. De toren is omgeven door heliostaten - grote draaiende spiegels die de zonnestralen absorberen en de totale bundel op één punt op de toren concentreren. De straal landt op de zonneabsorber, die een speciale zoutoplossing verwarmt tot 600°C. Het water in de aangrenzende tank wordt verwarmd uit de zoutoplossing en de stoom laat de turbines van de energiecentrale draaien.

Siliciumcarbide (SiC), een poreus keramisch materiaal met een aantal nuttige eigenschappen:hoge dichtheid, kracht, en weerstand tegen onder meer oxidatie - is het traditionele element voor zonneabsorbers. Echter, siliciumcarbide heeft nadelen, bijvoorbeeld het is gevoelig voor de agressieve omgeving van zoutsmelterijen.

Aluminiumnitride (AIN) is een veelbelovende toevoeging aan siliciumcarbide:het heeft een hoge thermische geleidbaarheid, een lage thermische uitzettingscoëfficiënt, en hoge temperatuurbestendigheid. Momenteel, Sic- en AIN-composieten worden voornamelijk gebruikt in de elektronica, maar ze kunnen mogelijk ook op een aantal andere gebieden worden gebruikt, inclusief de thermische transformatie van zonne-energie.

Wetenschappers van de afdeling Functionele Nanosystemen en Hoge-Temperatuurmaterialen van NUST MISIS, in samenwerking met collega's van het Central Metallurgical R&D Institute (Caïro, Egypte), hebben poreuze composieten ontwikkeld op basis van SiC/AIN, die tot 40 procent aluminiumnitride bevatten. Tijdens het onderzoek werden de optimale samenstellingen van additieven en sinterregimes van nieuwe composieten geselecteerd. Ze overtreffen de traditionele aanzienlijk door de vorming van een vaste oplossing aan de korrelgrenzen van siliciumcarbide. Samen met een hoge thermische geleidbaarheid en hittebestendigheid, dergelijke composieten hebben een lage thermische uitzettingscoëfficiënt, wat hun prestaties aanzienlijk verbetert.

"Zonne-energie vraagt ​​om duurzame materialen zonder gebreken. we zijn van plan het ontwikkelde materiaal te testen in zonne-installaties, " merkte Dr. Emad Ewais op, hoofd van de Egyptische onderzoeksgroep.

Dankzij positieve thermochemische en thermomechanische eigenschappen, SiC/AIN-composieten zijn ook veelbelovend voor gebruik in andere velden met hoge temperaturen, zoals metallurgie en ruimtevaarttechniek.