除了鹽之外,還有什麼物質適合儲存熱能,最終能用在電網級的儲熱系統?最近坦尚尼亞科學家發現,坦尚尼亞在地的花崗岩、皂石跟滑石,非常適合儲存太陽熱能,在高溫下也具有高能量密度和穩定性。
目前常提及的儲能系統主要是電化學儲能系統,好比鋰離子電池,它確實能迅速調度電力,達成穩定電網頻率的功用,但價格高昂,除了鋰之外,也需要鈷、鎳等多種材料,在應用方面,也不適合長時間儲存能量。
因此坦尚尼亞科學家瞄準另一種儲能方式,也就是熱能儲存(TES),以液體或固體儲存熱量,最後再用熱能驅動發電機發電。坦尚尼亞尼爾森中非科學與技術研究所(Nelson Mandela African Institution of Science and Technology)與阿德大學(Ardhi University)團隊認為,花崗岩跟皂石都是在高溫環境下形成,而且遍布世界各地,有機會成為不錯的儲熱材料。
▲ 左右分別是花崗岩跟皂石(Source:ACS Omega)
也因為不同地區的花崗岩跟皂石有不同特性,團隊著手調查坦尚尼亞克拉通(Craton)地質跟烏薩加蘭(Usagaran)地質帶交匯點的岩石,
其中的花崗岩樣本含有大量的氧化矽,強度較高,但克拉通的花崗岩含有容易脫水的白雲母,在高溫下不太穩定;團隊也在皂石中發現菱鎂礦,有較高的密度和熱容量,當加熱到超過攝氏 980 度時,滑石樣本和烏薩加蘭花崗岩都沒有見到裂縫,相較之下克拉通花崗岩直接崩裂,團隊也發現皂石比花崗岩更容易釋放儲存的熱量。
團隊最後認為,克拉通滑石有著最佳的儲熱性能,能高效吸收、儲存和傳遞熱量,同時也有良好的化學穩定性跟機械強度,其他岩石也能應用在低能量的儲熱系統,像是太陽能乾燥器等等。研究人員表示,雖然還需要進一步實驗,但這些樣本顯示能為永續儲能材料助一臂之力。
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