Robert Klatt
Industrieprozesse benötigt oft hohe Temperaturen, die bisher meistens mit fossilen Brennstoffen erreicht werden. Eine neue thermische Falle kann die Hitze klimaneutral über das einfallende Sonnenlicht erzeugen.
Zürich (Schweiz). Zement, Metalle und viele Chemikalien können nur bei hohen Temperaturen verarbeitet werden. In der Industrie werden diese bisher meistens mit fossilen Brennstoffen erreicht. Prinzipiell könnte man zum Heizen auch elektrische Energie aus regenerativen Quellen nutzen, was bei den erforderlichen Temperaturen aber nicht effizient ist. Forscher der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH Zürich) haben nun eine alternative Methode entwickelt, mit der Temperaturen von über 1.000 Grad Celsius klimaneutral erreicht werden können.
Laut der Publikation im Fachmagazin Device haben die Forscher dazu eine sogenannte „Sonnenlichtfalle“ entwickelt, die die hohen Temperaturen ausschließlich durch die natürliche Sonnenstrahlung erreicht. Die thermische Falle besteht größtenteils aus Quarzstab, der Sonnenlicht effizient absorbieren und in Wärme umwandeln kann.
Die thermische Falle hatte bei den Experimenten der Forscher eine Länge von 30 Zentimetern und einen Durchmesser von 7,5 Zentimetern. Als der Quarzstab mit konzentriertem Licht, das die 135-fache Intensität von Sonnenlicht hatte, beleuchtet wurde, wurden Temperaturen von maximal 1.050 Grad Celsius erreicht. Der Temperaturrekord von Sonnenlichtfallen lag zuvor bei 170 Grad Celsius.
„Unser Ansatz verbessert den Wirkungsgrad der Absorption von Sonnenlicht erheblich. Wir sind deshalb zuversichtlich, dass diese Technologie die Entwicklung von Hochtemperatur-Solaranlagen ermöglicht.“
In kommenden Studien möchten die Forscher untersuchen, ob ihre Methode im industriellen Maßstab nutzbar ist. Laut ihnen könnte die Entdeckung die Basis dafür bilden, dass die Energie der Sonne in Zukunft nicht nur für die Stromproduktion verwendet wird, sondern auch, um die hohen CO₂-Emissionen ganzer Branchen stark zu reduzieren.
„Um den Klimawandel zu bekämpfen, müssen wir Energie generell dekarbonisieren. Oft denkt man bei Energie nur an Strom, aber tatsächlich verbrauchen wir etwa die Hälfte unserer Energie in Form von Wärme."
Device, doi: 10.1016/j.device.2024.100399
