新型(xíng)液壓(yā)泵(bèng)可(kě)在1400℃下(xià)工作 将用于太陽能(néng)發電

來自美(měi)國佐治亞(yà)理工(gōng)學院、斯坦福大學和秘魯大學(xué)的(de)研(yán)究人(rén)員發(fā)明了(le)一種新(xīn)型(xíng)液壓泵，其(qí)采用(yòng)的新(xīn)型技術使(shǐ)該液(yè)壓(yā)泵可在(zài)溫度(dù)爲1673開爾文(wén)(約爲1400℃)的環境下(xià)工作(zuò)。

新型(xíng)液壓(yā)泵由陶瓷、石墨(mò)、金屬(shǔ)鎢和一種叫氮化鋁(lǚ)陶瓷(cí)的材(cái)料制成，氮(dàn)化鋁陶瓷(cí)是“可(kě)加工(gōng)的氮化鋁(lǚ)複合(hé)物”。這種新(xīn)型液壓(yā)泵是爲(wèi)了解決(jué)材(cái)料在(zài)高溫環境(jìng)下發生膨(péng)脹的問題(tí)而量身設計的(de)。據(jù)報道(dào)，在測試(shì)中，新型液壓泵(bèng)僅垂(chuí)直膨(péng)脹了1mm。研究(jiū)人(rén)員稱，這種新(xīn)型液(yè)壓泵(bèng)可以(yǐ)連續工作(zuò)72小時，它的極限(xiàn)工作溫(wēn)度也不(bú)是1400℃，因爲他們的(de)發熱器(qì)不能提(tí)供更高的溫度(dù)，所以真正的(de)極限溫度還不能(néng)确定。

研究人員(yuán)将液壓泵的應(yīng)用範圍由冶金(jīn)業擴大到太陽(yáng)能發電。位于内(nèi)華達州托(tuō)諾帕附近(jìn)的(de)110兆(zhào)瓦新(xīn)月形沙(shā)丘太陽能熱發電塔，内(nèi)有一個(gè)熔(róng)鹽儲存槽，該儲存槽(cáo)通過大量(liàng)叫作“定(dìng)日鏡”的鏡子(zǐ)将太陽光反(fǎn)射到超高(gāo)溫礦物(wù)表面(miàn)來(lái)進行加熱，進而驅動蒸(zhēng)汽渦輪機(jī)來産(chǎn)生電力。

爲什麽(me)要使用熔(róng)鹽呢(ne)?因爲熔鹽是良(liáng)好的(de)導熱體。液(yè)壓泵(bèng)将經過加(jiā)熱的液(yè)态鹽存儲存槽(cáo)中抽取(qǔ)到熱交換器，在(zài)熱交換器中，液(yè)态(tài)水變成水蒸(zhēng)氣驅(qū)動蒸(zhēng)汽渦輪機産生(shēng)電力(lì)。研究人員面對的一(yī)個難(nán)題是(shì)液态(tài)鹽隻有在(zài)溫度爲566℃時才(cái)能(néng)獲得(dé)，不過(guò)最近(jìn)的研究發(fā)現液态錫(xī)能夠替代熔鹽(yán)。液态錫有更高導熱系數(shù)并且(qiě)能(néng)夠(gòu)在溫(wēn)度爲(wèi)1400℃時使(shǐ)用，瞬(shùn)時提高了2到3個(gè)數量(liàng)級(jí)的傳熱(rè)系數。這就(jiù)是新(xīn)型液壓(yā)泵派上用場的(de)地方。液(yè)壓泵(bèng)制造者估計(jì)新型液(yè)壓泵(bèng)能夠(gòu)使太陽能(néng)發電廠“相(xiàng)對提(tí)升約50%的(de)效率”和“降低(dī)約20%到30%的成(chéng)本”。

然(rán)而，報道稱(chēng)，還有(yǒu)更多的工作有待(dài)完(wán)善。因(yīn)爲72小(xiǎo)時的(de)測試後，液(yè)壓(yā)泵(bèng)的傳(chuán)動裝置“受到了(le)明顯(xiǎn)的磨(mó)損”，所(suǒ)以研究人員需(xū)要改(gǎi)進(jìn)設(shè)計以(yǐ)使液(yè)壓泵能夠(gòu)長時間工作。