Bẫy nhiệt nóng hơn 1.000 độ C nhờ ánh sáng Mặt trời

Nhóm chuyên gia ETH Zurich phát triển bẫy nhiệt có thể hấp thụ ánh sáng Mặt trời tập trung, tạo ra mức nhiệt cực cao dùng cho sản xuất.

Quá trình sản xuất xi măng, kim loại và nhiều sản phẩm hóa học đòi hỏi nhiệt độ cực cao, trên 1.000 độ C. Hiện nay, mức nhiệt này thường được tạo ra bằng cách đốt nhiên liệu hóa thạch như than đá hoặc khí tự nhiên, thải ra một lượng lớn khí nhà kính. Sử dụng điện tái tạo không phải là giải pháp thay thế thích hợp vì không hiệu quả ở mức nhiệt cao như vậy.

Nhóm khoa học tại Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ (ETH Zurich) phát triển phương pháp giúp các ngành công nghiệp này không phải phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch, hiện đã kiểm chứng trong phòng thí nghiệm, SciTechDaily hôm 28/5 đưa tin. Nghiên cứu mới công bố trên tạp chí Device.


Thành phần chính của bẫy nhiệt gồm một ống trụ làm từ thạch anh, đạt mức nhiệt 1.050 độ C trong thí nghiệm và phát sáng. (Ảnh: ETH Zurich/Emiliano Casati)

Sử dụng bức xạ Mặt trời, nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi nhà khoa học Emiliano Casati và giáo sư Aldo Steinfeld phát triển bẫy nhiệt với khả năng cung cấp mức nhiệt cực cao cần thiết cho quá trình sản xuất. Thiết bị gồm ống trụ thạch anh gắn với bộ hấp thụ bằng gốm. Nhờ các đặc tính quang học, bộ hấp thụ này có thể hấp thụ ánh sáng Mặt trời hiệu quả và chuyển thành nhiệt.

Với các thí nghiệm trong phòng, nhóm nghiên cứu sử dụng ống trụ thạch anh dài 30 cm, đường kính 7,5 cm. Họ cho thanh này tiếp xúc với ánh sáng nhân tạo có cường độ gấp 135 lần ánh sáng Mặt trời, đạt mức nhiệt lên tới 1.050 độ C. Các nghiên cứu trước đây của nhóm nghiên cứu khác từng đạt mức nhiệt tối đa chỉ là 170 độ C với bẫy nhiệt như vậy.

Những hệ thống tập trung năng lượng Mặt trời quy mô công nghiệp đã được xây dựng để sản xuất điện Mặt trời tại một số nơi như Tây Ban Nha, Mỹ, Trung Quốc. Chúng thường hoạt động với mức nhiệt tối đa 600 độ C. Ở nhiệt độ cao hơn, sự mất nhiệt do bức xạ tăng lên và làm giảm hiệu quả của nhà máy. Một ưu điểm lớn của bẫy nhiệt do nhóm chuyên gia ETH Zurich phát triển là tối thiểu hóa tổn thất nhiệt bức xạ.

"Cách tiếp cận của chúng tôi cải thiện đáng kể hiệu quả hấp thụ năng lượng Mặt trời. Do đó, chúng tôi tự tin rằng công nghệ này giúp thúc đẩy việc triển khai các nhà máy năng lượng Mặt trời nhiệt độ cao", Casati nói. Nhưng ông cho biết, vẫn cần tiến hành thêm các phân tích chi tiết về kinh tế và công nghệ.

Casati đang tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình. Trong tương lai, công nghệ này có thể cho phép sử dụng năng lượng Mặt trời không chỉ để sản xuất điện mà còn để khử carbon cho những ngành tốn nhiều năng lượng trên quy mô lớn. "Để chống biến đổi khí hậu, chúng ta cần khử carbon trong năng lượng nói chung", Casati nhận định.

TIN CŨ HƠN
Bên dưới

Bên dưới "giếng địa ngục" dẫn đến tâm Trái đất

Kola là lỗ khoan sâu nhất thế giới, với độ sâu 12,262 mét (40,230 feet). Lỗ khoan này được khoan ở bán đảo Kola thuộc Nga bắt đầu từ năm 1970 và hoàn thành vào năm 1989.

Đăng ngày: 02/12/2025
Trải nghiệm trên cây cầu cao tốc dài nhất thế giới: Tài xế sợ

Trải nghiệm trên cây cầu cao tốc dài nhất thế giới: Tài xế sợ "cứng người", sản phụ đẻ rơi trên cầu

Cầu Hồ Pontchartrain là cây cầu liên tục dài nhất thế giới bắc qua mặt nước, dài 38,35 km và có khoảng 9.500 trụ bêtông.

Đăng ngày: 02/12/2025
Bẻ cong nòng súng có thể làm chuyển hướng viên đạn, thật hay đùa?

Bẻ cong nòng súng có thể làm chuyển hướng viên đạn, thật hay đùa?

Không hề hư cấu, hóa ra bẻ cong đường đạn theo nòng súng là có thật.

Đăng ngày: 01/12/2025
Khi khoa học viễn tưởng dự đoán chính xác tương lai

Khi khoa học viễn tưởng dự đoán chính xác tương lai

Theo trang Bigthink, tác giả Jules Verne đã viết về các phương tiện chạy bằng xăng, vũ khí hủy diệt hàng loạt và sự nóng lên toàn cầu từ hơn một thế kỷ trước.

Đăng ngày: 01/12/2025
Vì sao trái bóng ở mỗi kì World Cup lại khác nhau?

Vì sao trái bóng ở mỗi kì World Cup lại khác nhau?

Thực tế, tất cả những thay đổi được áp dụng mỗi năm đều không phải là tốt nhất và thậm chí nó còn gây ra thêm vấn đề.

Đăng ngày: 01/12/2025
Nhà tiên tri Nostradamus dự báo lạnh người cho năm 2023

Nhà tiên tri Nostradamus dự báo lạnh người cho năm 2023

Gần 500 năm trước, nhà chiêm tinh Michel de Nostradame hay còn gọi là Nostradamus, đã cho ra đời cuốn sách khét tiếng Les Prophéties, trong đó có 942 lời tiên tri dường như dự đoán tương lai.

Đăng ngày: 01/12/2025
Những sinh vật bí ẩn trên Trái đất khiến giới khoa học đau đầu vì không thể phân loại cho chúng

Những sinh vật bí ẩn trên Trái đất khiến giới khoa học đau đầu vì không thể phân loại cho chúng

Chúng không phải vi khuẩn, động vật hay nấm, bất kì nhánh sinh học nào được xác định bởi Darwin đều không có chỗ cho chúng, và thực sự những loài sinh vật Trái Đất này đã thành công trong việc khiến các nhà khoa học đau đầu vì không thể phân loại cho chúng.

Đăng ngày: 01/12/2025
Khoa Học News