美國佐治亞理工學院(yuan)、斯坦福大學和秘(mi)魯(lu)大學的研(yan)究人員發(fa)明了一種新(xin)(xin)型液(ye)壓泵(beng),其采(cai)用的新(xin)(xin)型技術使(shi)該(gai)液(ye)壓泵(beng)可在溫度為1673開爾(er)文(約為1400℃)的環(huan)境下工作。
新(xin)(xin)型液(ye)壓泵(beng)由陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)、石墨(mo)、金屬鎢和一種(zhong)叫(jiao)氮化(hua)鋁(lv)陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)的(de)(de)材料制成(cheng),氮化(hua)鋁(lv)陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)是(shi)“可(ke)加(jia)工(gong)的(de)(de)氮化(hua)鋁(lv)復合物(wu)”。這種(zhong)新(xin)(xin)型液(ye)壓泵(beng)是(shi)為了(le)解決材料在高溫(wen)環境下發(fa)生膨脹(zhang)的(de)(de)問題而(er)量身設計的(de)(de)。據(ju)報道,在測試中,新(xin)(xin)型液(ye)壓泵(beng)僅垂(chui)直膨脹(zhang)了(le)1mm。研究人員稱,這種(zhong)新(xin)(xin)型液(ye)壓泵(beng)可(ke)以(yi)連續工(gong)作(zuo)72小時,它(ta)的(de)(de)極(ji)限工(gong)作(zuo)溫(wen)度(du)也不(bu)是(shi)1400℃,因為他們的(de)(de)發(fa)熱器不(bu)能(neng)提供更高的(de)(de)溫(wen)度(du),所以(yi)真正的(de)(de)極(ji)限溫(wen)度(du)還不(bu)能(neng)確定。
研究人員將液(ye)壓泵的應(ying)用范圍(wei)由冶金業擴大(da)到(dao)太(tai)陽能發電。位于(yu)內(nei)華達(da)州托諾(nuo)帕附(fu)近(jin)的110兆(zhao)瓦新月形沙丘太(tai)陽能熱發電塔,內(nei)有(you)一個熔鹽儲存(cun)槽(cao),該(gai)儲存(cun)槽(cao)通過大(da)量叫作(zuo)“定日鏡(jing)”的鏡(jing)子(zi)將太(tai)陽光反射到(dao)超高溫礦物表面來進(jin)行加熱,進(jin)而驅動蒸汽渦輪機(ji)來產生(sheng)電力。
因為熔鹽(yan)(yan)是(shi)良好的導(dao)熱(re)(re)(re)體。液(ye)壓(ya)泵(beng)將經過加熱(re)(re)(re)的液(ye)態鹽(yan)(yan)存(cun)儲存(cun)槽中抽取(qu)到熱(re)(re)(re)交(jiao)換器(qi),在(zai)(zai)熱(re)(re)(re)交(jiao)換器(qi)中,液(ye)態水變成水蒸氣驅動(dong)蒸汽渦(wo)輪機產(chan)生電力(li)。研究人員(yuan)面對(dui)的一個(ge)(ge)難(nan)題是(shi)液(ye)態鹽(yan)(yan)只有在(zai)(zai)溫度為566℃時(shi)才能獲得(de),不過最近(jin)的研究發現液(ye)態錫能夠替代(dai)熔鹽(yan)(yan)。液(ye)態錫有更高(gao)導(dao)熱(re)(re)(re)系數并且能夠在(zai)(zai)溫度為1400℃時(shi)使用,瞬時(shi)提高(gao)了(le)2到3個(ge)(ge)數量級的傳(chuan)熱(re)(re)(re)系數。這(zhe)就是(shi)新型液(ye)壓(ya)泵(beng)派(pai)上用場的地方。液(ye)壓(ya)泵(beng)制造者(zhe)估(gu)計新型液(ye)壓(ya)泵(beng)能夠使太陽能發電廠“相對(dui)提升約50%的效率”和“降低約20%到30%的成本”。
然而,報道稱,還有更(geng)多(duo)的(de)工作(zuo)有待完善。因(yin)為72小(xiao)時的(de)測試后,液壓泵(beng)的(de)傳動裝置“受到了(le)明顯的(de)磨損”,所以(yi)研究人(ren)員需要改進設計以(yi)使液壓泵(beng)能夠長時間工作(zuo)。