美研究人員發(fā)明新型液壓泵或可用于太陽能發(fā)電

據(jù)俄羅斯衛(wèi)星網(wǎng)報(bào)道，美國科技博客網(wǎng)站近日的一份報(bào)告顯示，來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1 673 K(約為1 400 ℃)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(fù)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)生膨脹的問題而量身設(shè)計(jì)的。據(jù)報(bào)道，在測試中，新型液壓泵僅垂直膨脹了1 mm。研究人員稱，這種新型液壓泵可以連續(xù)工作72 h，它的極限工作溫度也不是1 400 ℃，因?yàn)樗麄兊陌l(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(yīng)用范圍由冶金業(yè)擴(kuò)大到太陽能發(fā)電。位于內(nèi)華達(dá)州托諾帕附近的110 MW新月形沙丘太陽能熱發(fā)電塔，內(nèi)有一個(gè)熔鹽儲(chǔ)存槽，該儲(chǔ)存槽通過大量叫作“定日鏡”的鏡子將太陽光反射到超高溫礦物表面來進(jìn)行加熱，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)蒸汽渦輪機(jī)來產(chǎn)生電力。

為什么要使用熔鹽呢？因?yàn)槿埯}是良好的導(dǎo)熱體。液壓泵將經(jīng)過加熱的液態(tài)鹽存儲(chǔ)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(qū)動(dòng)蒸汽渦輪機(jī)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，不過最近的研究發(fā)現(xiàn)液態(tài)錫能夠替代熔鹽。液態(tài)錫有更高導(dǎo)熱系數(shù)并且能夠在溫度為1 400 ℃時(shí)使用，瞬時(shí)提高了2～3個(gè)數(shù)量級(jí)的傳熱系數(shù)。這就是新型液壓泵派上用場的地方。液壓泵制造者估計(jì)新型液壓泵能夠使太陽能發(fā)電廠“相對提升約50%的效率”和“降低約20%到30%的成本”。然而，報(bào)道稱，還有更多的工作有待完善。因?yàn)?2 h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(shè)計(jì)以使液壓泵能夠長時(shí)間工作。