Para insinyur sedang menyiapkan solusi energi baru yang ramah lingkungan: mengisi kristal dengan energi matahari hingga suhu 1.832 derajat Fahrenheit (1.000 derajat Celsius), berpotensi menjadikannya pengganti yang lebih ramah lingkungan untuk proses intensif karbon seperti peleburan baja dan pemasakan semen.
Teknologi baru—dijelaskan dalam studi pembuktian konsep diterbitkan saat ini di Perangkat—memanfaatkan properti kuarsa yang memungkinkannya memerangkap sinar matahari. Dengan menempelkan batang kuarsa sintetis ke piringan silikon yang digunakan untuk menyerap energi, tim menguji apakah peralatan tersebut dapat menahan panas. Mereka meledakkannya dengan energi yang setara dengan sinar matahari dari 136 Matahari; batang menghangat hingga sekitar 1.112 derajat F (600 derajat C) tetapi pelat penyerap mencapai suhu 1.922 derajat F (1.050 derajat C).
“Orang-orang cenderung hanya menganggap listrik sebagai energi, namun kenyataannya, sekitar setengah dari energi tersebut digunakan dalam bentuk panas,” kata Emiliano Casati, insinyur di ETH Zurich dan penulis studi tersebut, dalam Cell melepaskan. “Untuk mengatasi perubahan iklim, kita perlu melakukan dekarbonisasi energi secara umum.”
Hingga saat ini, penerima tenaga surya—perangkat yang memusatkan panas dari cermin yang memantulkan sinar matahari—belum mampu menangani energi matahari secara efisien pada suhu di atas 1.832 derajat F (1.000 derajat C). Beberapa proses intensif karbon yang paling luas, seperti manufaktur kaca, baja, dan semen, memerlukan suhu pada atau melebihi batas tersebut, yang dicapai oleh perusahaan dengan membakar bahan bakar fosil. Pembuatan semen sendiri bertanggung jawab atas sekitar 8 persen emisi CO2 pada tahun 2023, menurut Berita CBSdan pencairan kaca bertanggung jawab atas sekitar 95 juta ton karbon antropogenik, menurut penelitian diterbitkan awal tahun ini di jurnal American Ceramic Society.
Menambahkan kuarsa ke dalam campuran manufaktur dapat memungkinkan produsen mencapai suhu yang diperlukan untuk bekerja dengan baja, kaca, dan semen menggunakan sinar matahari, alih-alih hanya mengandalkan tenaga surya. proses yang menghangatkan planet kita.
“Masalah energi adalah landasan bagi kelangsungan hidup masyarakat kita,” kata Casati. “Energi surya sudah tersedia dan teknologinya sudah ada. Untuk benar-benar memotivasi adopsi industri, kita perlu menunjukkan kelayakan ekonomi dan manfaat teknologi ini dalam skala besar.”
Selain uji eksperimental, para peneliti memodelkan kemanjuran pengaturan dan menemukan bahwa kuarsa meningkatkan efisiensi penerima. Dalam model mereka, receiver tanpa pelindung memiliki efisiensi 40 persen pada suhu 2.192 derajat F (1.200 derajat C) namun efisien 70 persen pada suhu yang sama ketika receiver dilindungi dengan kuarsa 11,8 inci (300 milimeter).
Tim tersebut kini sedang menguji material lain, termasuk cairan dan gas, yang dapat bertindak sebagai perangkap termal. Melalui kemampuannya dalam menahan panas, bahan-bahan ini dapat meningkatkan kemanjuran solusi energi terbarukan yang masih harus menempuh jalan panjang jika ingin menggantikan bahan bakar fosil yang sudah lama ada.
Lagi: Warga Texas Mendukung Miliaran Orang untuk Bahan Bakar Fosil, Meninggalkan Energi Terbarukan sebagai Pilihan
