Може ли вулканичната пепел да е ключът към устойчивото съхранение на зелена енергия

Вулканичната пепел може да се използва за съхранение на неизползвана възобновяема енергия благодарение на рядка комбинация от свойства, смятат учени от Университета в Барселона. Поради способността й да издържа на високи температури, тя предлага алтернатива на разтопените соли за съхранение на соларна енергия в електроцентрали, работещи на принципа на концентриране на слънчевата енергия (CSP).

Алтернатива на разтопените соли

CSP инсталациите използват огледала за концентриране на слънчевите лъчи към централна кула и генериране на енергия под формата на топлина, често с температура над 1000°C. Тази топлина може да се използва директно за производството на електроенергия или да се съхрани за по-късен период чрез загряването на някакъв вид термична батерия. В много от случаите за целта се използват разтопени соли заради техните свойства, предлагащи ефективно съхранение на топлоенергия при високи температури.

Разтопените соли обаче имат и сериозни недостатъци – те могат да бъдат изключително корозивни, разграждайки оборудването и редуцирайки експлоатационния живот на инсталацията. Те могат също да са скъпи за производство, както и да се втвърдят при по-ниски температури, което затруднява работата с тях.
Достатъчна наличност

Тук идва мястото на вулканичната пепел. Когато през 2021 г. вулкан изригва на остров Ла Палма, Канарските острови, заобикалящата го зона е покрита с чудовищните 200 милиона куб. м (80 000 олимпийски плувни басейна) скали и пепел. Следователно запаси не липсват. В действителност големи количества вулканична пепел понастоящем се ползват в строителството. Но учените от Барселона искат да тестват потенциала й като среда за съхранение на топлина. За целта те я пресоват под формата на пелети, след което неколкократно ги загряват и охлаждат между 250 и 750°C, достигайки над 1000 цикъла.

Те откриват, че пепелта демонстрира отлична топлинна проводимост и топлинен капацитет, като същевременно запазва физическата и химическата си стабилност, увеличавайки масата си с едва 0,54% вследствие на окисление в рамките на 1000 цикъла. Нещо повече, учените откриват, че тя се съчетава добре с разтопени соли. Ако пепелта се смеси с тях, тя може да намали техния корозивен ефект, както и да съхрани достатъчно топлина, за да ограничи склонността им към втвърдяване. И всичко това на ниска цена.

Пепелта е подходяща за употреба и като пряк “отворен приемник” – конфигурация, при която концентрираните слънчеви лъчи са насочени директно към структура, изградена от пепелта. Това би позволило работа при много високи температури и високоефективно преобразуване на топлинна енергия в електрическа.
“Вулканичната пепел от остров Ла Палма има огромен потенциал да бъде алтернативен и устойчив материал за приложение в областта на съхранението на топлинна енергия, предлагайки рентабилно решение и възможност за спестявания”, пишат изследователите от Барселона в научна статия, публикувана в Journal of Energy Storage.