Материал от бронзовата епоха влиза в производството на стомана и цимент

Шамотът е материал от бронзовата епоха с високотехнологичен потенциал. Използван е за облицоване на пещи преди около 4000 години; материалът, направен от глинени минерали, може да издържи на изключително високи температури. Според изследователски екип от САЩ шамотът може да се използва и за ефективно високотемпературно съхранение на топлина, захранвано от зелено електричество.

Производството на стъкло, стомана и цимент изисква изключително високи температури, които в някои случаи достигат до 1300 градуса по Целзий. Обикновено те се генерират чрез изгаряне на изкопаеми горива, често на природен газ. Това би било възможно и с помощта на вятърна и слънчева енергия, както и с помощта на отоплителни системи със съпротивление. В този случай обаче производството ще зависи от метеорологичните условия. Екип от Станфордския университет иска да промени това, като съхранява зеленото електричество в батерии. Същността на въпроса е, че разходите са високи.

Именно тук се появява шамотът, или по-скоро „Firebricks»“. Според експертите изкуствените тухли предлагат най-добрите условия, тъй като имат висок капацитет за съхранение на топлина и ниска топлопроводимост. Това означава, че шамотните тухли могат да съхраняват големи количества енергия и да я запазват дълго време, особено ако са поставени в контейнер, който също е добре изолиран с шамот.

Конкретно технологията работи по следния начин: За да се нагреят шамотните тухли, през каналите в купчина се насочва електрически нагрят въздух. Това се случва, когато се генерира повече вятърна и слънчева енергия, отколкото се консумира. Тухлите действат като буферно хранилище: когато топлината е необходима, въздухът, преминал през тях, се транспортира отново, за да може да се използва в производството на стъкло или цимент. „Съхраняването на енергията във форма, която е най-близка до крайното ѝ предназначение, намалява неефективността на преобразуването на енергията“, обяснява Даниел Самбор, докторант в Института по строителство и екология.

Самбор и неговата изследователска група проучват ефектите от използването на огнеупорни тухли за съхранение на топлина от промишлени процеси в 149 държави, които хипотетично ще преминат към 100% възобновяема енергия през 2050 г. Учените са използвали компютърни модели, за да анализират разходите, изискванията за площ, въздействията върху здравето и емисиите за два сценария: един, при който 90 % от топлината за промишлени процеси се осигурява от шамотни тухли, и един, при който не се използват шамотни тухли.

„Открихме, че шамотните тухли дават възможност за бърз и рентабилен преход към възобновяеми енергийни източници“, казва Марк Джейкъбсън, който е ръководител на докторската дисертация на Самбор. Тази технология би намалила капиталовите разходи на промишлеността в тези страни с 1,27 трилиона долара годишно през 2050 г. Съхраняването на енергия в тухлите от шамот е само една десета от разходите в сравнение с използването на батерии.“

Снимка: Unsplash