Come l’energia solare potrebbe un giorno alimentare le fornaci dell’acciaio

Un nuovo dispositivo ha recentemente intrappolato e utilizzato la radiazione solare per riscaldare un oggetto fino a una temperatura rovente di mille gradi Celsius, accendendo la speranza che un giorno le fornaci per l’acciaio possano essere alimentate dall’energia solare.

Forni in acciaio: essenziali, ma tanto inquinanti

I forni per acciaio, noti anche come forni metallurgici, sono apparecchiature industriali utilizzate per fondere materie prime come minerale di ferro, coke (carbone metallurgico) e calcare per produrre acciaio grezzo. Dopo che i materiali sono stati fusi, l'acciaio liquido può essere modellato in diverse forme e dimensioni utilizzando stampi o matrici nel forno. Questo passaggio è essenziale per modellare l'acciaio secondo le specifiche richieste per i diversi prodotti finiti.

I forni per l'acciaio vengono utilizzati anche per eseguire vari trattamenti termici sull'acciaio per modificarne le proprietà fisiche e meccaniche. Questi trattamenti includono tempra, tempra, rinvenimento e normalizzazione che conferiscono all'acciaio resistenza, duttilità e altre caratteristiche specifiche a seconda delle esigenze dell'applicazione finale. Questi dispositivi vengono utilizzati anche nel processo di riciclaggio dell'acciaio. Consentono di fondere i rifiuti di acciaio recuperati, come rottami e rottami, in nuovo materiale utilizzabile.

Per funzionare, questi forni operano generalmente a temperature molto elevate, spesso superiore a mille gradi Celsius. Tuttavia, il riscaldamento di queste macchine utilizza combustibili fossili simili carbone e il petrolio porta a significative emissioni di gas serra, che contribuisce al cambiamento climatico, da qui l’interesse di questa nuova svolta. I ricercatori hanno utilizzato l'energia solare per riscaldare oggetti a temperature fino a mille gradi Celsius.

Un nuovo modo di utilizzare l'energia solare

L'approccio innovativo utilizzato dagli scienziati si basa su diversi elementi chiave. Il primo è assorbimento e riemissione della luce mediante quarzo sintetico. Concretamente, la radiazione solare viene proiettata su un'asta di quarzo sintetico che funge da ricevitore solare. Questo materiale semitrasparente assorbe fortemente la luce solare e la riemette sotto forma di calore. Questa proprietà è essenziale perché consente di convertire efficacemente l’energia solare in calore.

Una volta generato dal quarzo sintetico, il calore viene poi ceduto ad a coppetta in silicone opaco. Questo piatto funge da serbatoio termico che assorbe il calore dal quarzo e raggiunge così temperature estremamente elevate senza richiedere l'uso di combustibili fossili.

Questo approccio innovativo supera una delle principali limitazioni dei ricevitori solari tradizionali che faticano a raggiungere temperature fino a mille gradi Celsius. Utilizzando il quarzo sintetico per intrappolare l’energia solare, i ricercatori sono riusciti a superare questa barriera, aprendo la strada a una nuova era di produzione sostenibile ed efficiente dal punto di vista energetico.

Le implicazioni di questo scoperta sono vasti. Non solo offre l’opportunità di ridurre significativamente le emissioni di carbonio nell’industria manifatturiera, ma apre anche la porta a un uso più diffuso dell’energia solare in altri settori. Con ulteriori test e valutazioni della fattibilità economica su larga scala, questa tecnologia potrebbe rivoluzionare il modo in cui produciamo e utilizziamo l’energia, contribuendo a combattere il cambiamento climatico e a costruire un futuro più sostenibile.