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新型液壓泵可在1400℃下工作 將用于太陽(yáng)能發(fā)電
2024-07-31
來(lái)自美國佐治亞理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)和秘魯大學(xué)的研究人員發(fā)明了一種新型液壓泵，其采用的新型技術(shù)使該液壓泵可在溫度為1673開(kāi)爾文(約為1400℃)的環(huán)境下工作。
新型液壓泵由陶瓷、石墨、金屬鎢和一種叫氮化鋁陶瓷的材料制成，氮化鋁陶瓷是“可加工的氮化鋁復合物”。這種新型液壓泵是為了解決材料在高溫環(huán)境下發(fā)生膨脹的問(wèn)題而量身設計的。據報道，在測試中，新型液壓泵僅垂直膨脹了1mm。研究人員稱(chēng)，這種新型液壓泵可以連續工作72小時(shí)，它的極限工作溫度也不是1400℃，因為他們的發(fā)熱器不能提供更高的溫度，所以真正的極限溫度還不能確定。
研究人員將液壓泵的應用范圍由冶金業(yè)擴大到太陽(yáng)能發(fā)電。位于內華達州托諾帕附近的110兆瓦新月形沙丘太陽(yáng)能熱發(fā)電塔，內有一個(gè)熔鹽儲存槽，該儲存槽通過(guò)大量叫作“定日鏡”的鏡子將太陽(yáng)光反射到超高溫礦物表面來(lái)進(jìn)行加熱，進(jìn)而驅動(dòng)蒸汽渦輪機來(lái)產(chǎn)生電力。
為什么要使用熔鹽呢?因為熔鹽是良好的導熱體。液壓泵將經(jīng)過(guò)加熱的液態(tài)鹽存儲存槽中抽取到熱交換器，在熱交換器中，液態(tài)水變成水蒸氣驅動(dòng)蒸汽渦輪機產(chǎn)生電力。研究人員面對的一個(gè)難題是液態(tài)鹽只有在溫度為566℃時(shí)才能獲得，不過(guò)最近的研究發(fā)現液態(tài)錫能夠替代熔鹽。液態(tài)錫有更高導熱系數并且能夠在溫度為1400℃時(shí)使用，瞬時(shí)提高了2到3個(gè)數量級的傳熱系數。這就是新型液壓泵派上用場(chǎng)的地方。液壓泵制造者估計新型液壓泵能夠使太陽(yáng)能發(fā)電廠(chǎng)“相對提升約50%的效率”和“降低約20%到30%的成本”。
然而，報道稱(chēng)，還有更多的工作有待完善。因為72小時(shí)的測試后，液壓泵的傳動(dòng)裝置“受到了明顯的磨損”，所以研究人員需要改進(jìn)設計以使液壓泵能夠長(cháng)時(shí)間工作。
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