科学者が太陽光を捕らえて華氏約2,000度の温度に達する

エンジニアたちは、新たなクリーンエネルギーの解決策を考案している。それは、結晶を太陽エネルギーで1,832度（1,000度）の温度まで充電するというもので、鉄を精錬したりセメントを加熱したりする炭素集約型プロセスのより環境に優しい代替手段となる可能性がある。

本日 Device 誌に掲載された概念実証研究で説明されているこの新技術は、太陽光を捕らえる石英の特性を利用している。研究チームは、エネルギーを吸収するシリコン ディスクに合成石英の棒を取り付け、装置が熱を保持できるかどうかをテストした。研究チームは、太陽 136 個分の太陽光に相当するエネルギーを装置に照射したところ、棒の温度は約 1,112 度 F (600 度 C) に上昇したが、吸収板の温度は 1,922 度 F (1,050 度 C) に達した。

「人々は電気をエネルギーとしてのみ考える傾向があるが、実際にはエネルギーの約半分は熱の形で使用されている」と、ETHチューリッヒのエンジニアでこの研究の責任著者であるエミリアーノ・カサティ氏はセルのリリースで述べた。「気候変動に取り組むには、エネルギー全般を脱炭素化する必要がある」

これまで、太陽光受熱器（太陽光を反射する鏡からの熱を集中させる装置）は、華氏1,832度（摂氏1,000度）を超える温度の太陽エネルギーを効率的に処理することができなかった。ガラス、鉄鋼、セメント製造など、最も普及している炭素集約型プロセスの一部では、その限界以上の温度が必要であり、企業は化石燃料を燃やしてこれを実現している。CBSニュースによると、セメント製造だけで2023年のCO2排出量の約8％を占めており、今年初めにアメリカセラミック協会のジャーナルに発表された研究によると、ガラスの溶解は人為的炭素約9,500万トンの原因となっている。

製造工程に石英を加えることで、地球温暖化の原因 となっているプロセスだけに頼るのではなく、太陽光を利用して鉄鋼、ガラス、セメントの加工に必要な温度を実現できるようになる。

「エネルギー問題は私たちの社会が生き残るための基盤です」とカサティ氏は言う。「太陽エネルギーは簡単に手に入り、技術はすでに存在しています。産業界の導入を本当に促すには、この技術の経済的実現可能性と利点を大規模に実証する必要があります。」

研究者らは実験テストに加え、この装置の有効性をモデル化し、石英が受信機の効率を高めることを発見した。彼らのモデルでは、シールドなしの受信機は華氏2,192度（摂氏1,200度）の温度で効率が40パーセントだったが、受信機が11.8インチ（300ミリメートル）の石英でシールドされている場合は、同じ温度で効率が70パーセントになった。

チームは現在、熱トラップとして機能できる液体やガスなどの他の材料をテストしている。これらの材料は熱を保持する能力があるため、再生可能エネルギーソリューションの有効性を高めることができるが、長年の化石燃料の優位性に取って代わるにはまだまだ長い道のりがある。

さらに： テキサス州民は再生可能エネルギーを選択肢から除外し、化石燃料に数十億ドルを投じることに賛成票を投じる