ابتكار “المادة الخارقة الحرارية” يساعد على دخول تكنولوجيا حصاد النفايات الحرارية لمحطات الطاقة والمصانع
استخدم فريق بحثي دولي “المادة الخارقة الحرارية” (metamaterial) للسيطرة على انبعاث الأشعة عند درجات الحرارة المرتفعة وهي تعد تقدما يمكن أن يدخل أجهزة قادرة على حصاد الحرارة الناتجة عن محطات توليد الطاقة والمصانع بكفاءة.
حوالي 50 إلى 60 في المئة من الطاقة المتولدة في محطات الطاقة التي تعتمد على النفط والفحم تضيع في شكل حرارة. ومع ذلك، أجهزة الفلطائيات الضوئية الحرارية (Thermophotovoltaic) التي تولد الكهرباء من الإشعاع الحراري يمكن أن تتكيف مع الأنابيب الصناعية في المصانع ومحطات الكهرباء، فضلا عن محركات السيارات وأنظمة عادم السيارات، لاستعادة الكثير من الطاقة المهدرة.
في الدراسة الجديدة، أظهر الباحثون كيفية تقييد انبعاث الإشعاع الحراري في جزء من الطيف الأكثر احتياجا في تكنولوجيا الفلطائيات الضوئية الحرارية.
قال الأستاذ المساعد بقسم هندسة الالكترونيات والحاسبات بجامعة بوردو: “هذه الأجهزة تتطلب انبعاثات حرارية ذات طيفا مصمما خصيصا في درجات حرارة عالية، ويظهر بحثنا أن خصائص المواد الأساسية يمكن التحكم فيها بحيث يضيء جسم ساخن جدا فقط في بعض الألوان”.
“الفكرة الرئيسية هي أن تبدأ السيطرة على الانبعاثات الحرارية في درجات حرارة عالية قياسية بطرق لم تكن تتم من قبل.”
المادة الخارقة الحرارية المكونة من طبقات نانوية (متناهية الصغر) من التنجستان وأكسيد الهافنيوم استخدمت لقمع الانبعاثات من جزء واحد من الطيف مع تعزيز الانبعاثات في جزء آخر. (الأنيميشن متاح في https://youtu.be/dbePERsPh-g)
المادة الخارقة هي مركبات تحتوي على ميزات أو أنماط أو عناصر مثل هوائيات متناهية الصغر تمكن من تحكم غير مسبوق في الضوء. المادة الخارقة التي ظلت تحت التطوير لمدة 15 عام تدين بقدراتها غير العادية لدقة التصميم والتصنيع على نطاق متناهي الصغر.
https://www.sciencedaily.com/releases/2016/09/160915174938.htm
