En ny cermet, der kunne give en bedre varmeudveksling til solenergianlæg

Et team af forskere tilknyttet flere institutioner i USA er kommet med en ny type cermet, der kan vise sig særligt nyttig som varmeveksler i solenergianlæg. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Natur , gruppen beskriver, hvordan det nye materiale blev fremstillet og dets fordelagtige egenskaber.

Udtrykket "cermet" beskriver en klasse af materialer fremstillet ved at kombinere [cer] amics og [met] als. De blev først udviklet af ingeniører, der arbejdede med at løse problemer med jetmotorer for det amerikanske luftvåben. De er kendt for deres modstandsdygtighed over for varme og oxidation, deres styrke, og deres evne til at holde op under ekstreme temperaturændringer. I løbet af de sidste årtier har de er blevet brugt i mange flere applikationer. En af begrænsningerne ved nuværende cermets, imidlertid, er, at de kun kan bruges til at skabe små dele eller påføres som en overfladebelægning. I denne nye indsats, forskerne rapporterer, at de har udviklet en cermet, der kan bruges i meget større applikationer, såsom i varmevekslere til kraftværker.

At lave den nye cermet var en kompliceret proces, der involverede oprettelse af en forløber, og derefter behandling, opvarmning og bearbejdning. Den resulterende form opvarmes igen, nedsænket i en blanding af zirkonium og kobber, og igen opvarmet. Forskerne rapporterer, at det færdige produkt var 58 procent zirkonium, 36 procent wolfram og resten kobber- og wolframcarbidrester. De rapporterer også, at den nye kermet ledede varme 2,5 til tre gange bedre end jern- eller nikkellegeringer ved temperaturer op til 800 ° C, og at den fastholdt sin styrke ved den temperatur.

Forskerne foreslår, at deres nye cermet kan vise sig at være ideel som varmeveksler i solenergianlæg, gør dem meget mere effektive. Men før det kan ske, den nye cermet skal overvinde en stor mangel - dens følsomhed over for oxidation ved høje temperaturer. Forskerne foreslår, at forskellige løsninger på dette problem kan bruges til forskellige applikationer - belægning med kobber, for eksempel, og tilsætning af kulilte til superkritisk CO ₂ bruges i kraftværker, der bruger det som arbejdsvæske i varmevekslingssystemer. De bemærker, at det også ville være billigere at producere varmevekslere baseret på den nye cermet end dem, der nu er baseret på konventionelle materialer.

Pressemeddelelse

© 2018 Phys.org