火山灰新用途，其实是优秀又便宜的储热介质

darthracer · 2024-7-15 23:58

火山爆发后，喷发而出的火山灰都怎么处理？最近巴塞罗那科学家发现，有鉴于火山灰特殊性能与优异的导热性能跟热容量，可以应用在储热系统、聚光太阳能系统中。

有别于太阳能板，聚光太阳能是通过一排排的巨大曲面镜，关注并集中太阳光束到中央塔来产生庞大热量，温度远远超过1,000 °C，之后这些热量不是直接用来发电，就是用介质加以存储起来，之后再使用。

通常这些电厂都是用熔盐来储热，但熔盐有着极强的腐蚀性，很容易腐蚀设备，缩短设备的使用寿命，其生产成本也很高，低温时还会不小心固化。位于摩洛哥沙漠的世界上最大的聚光式发电厂，最近还发生熔盐罐泄露事件，业主直接损失4,700万美元。

不过巴塞罗那科学家发现，可以添加一些火山灰来解决上述问题。火山灰也容易取得，2021年西班牙加那利群岛拉帕尔马岛的老昆布雷火山喷发时，周边地区便布满2亿立方米的火山灰，这个数量差不多是80,000座奥运游泳池。

目前大量的火山灰，主要是以低成本散装形式进入土木工程中，研究人员希望可以提高他们的经济用途，因此团队将材料压制成颗粒，开始测试他们的性能，在250-750 °C之间反复加热再冷却、冷却再加热，循环次数超过1,000次。

他们发现灰烬表现出优异的导热性和热容量，还有不错的物理和化学稳定性，在过程中氧化质量仅增加0.54%，而且可以跟熔盐结合，搭配后高温稳定性达750 °C，消除盐的腐蚀作用之外，还能存储足够的热量，最重要的是，成本不贵。

西班牙加那利群岛拉帕尔马岛的火山灰将是未来研究重点，团队认为这会是将来储热领域的替代跟可持续发展材料，能以优系的成本效益解决的储能挑战。