Tanzaniaanse onderzoekers ontdekten dat speksteen en granietrotsen gebruikt kunnen worden om zonnewarmte op te slaan voor later gebruik via thermische energieopslag (TES). Het is een eenvoudige en kosteneffectieve manier om energie te verzamelen en te gebruiken door warmte te gebruiken van bronnen zoals rotsen, olie of water, als alternatief voor batterijopslag. Tanzaniaanse speksteen en granietrotsen slaan warmte goed op bij hoge temperaturen vanwege hun stabiliteit en hoge energiedichtheden.
Onderzoekers hebben ontdekt dat Craton-zeepsteenrotsen warmte goed kunnen absorberen, opslaan en doorgeven, en dat ze chemisch stabiel en mechanisch sterk zijn. Hoewel hun potentieel als duurzame energieopslagmaterialen veelbelovend is, is er meer experimenten nodig om hun mogelijkheden volledig te verkennen.
Recentelijk hebben onderzoekers uit Tanzania verborgen, duurzame opslagmogelijkheden voor zonne-energie in gesteente ontdekt. Ze ontdekten dat veelvoorkomende gesteenten ideaal kunnen zijn voor thermische energieopslag (TES), waarbij zonnewarmte wordt opgeslagen voor later gebruik. Speksteen en graniet bleken de meest geschikte gesteenten te zijn.
Rotsen kunnen zonnewarmte opslaan en dit zou de basis kunnen vormen voor de opkomende milieuvriendelijke energietechnologie. Door geconcentreerde zonne-energie kan warmte van de zon worden benut en gebruikt voor het drogen van voedsel of het opwekken van elektriciteit.
Speksteen- en granietmonsters uit Tanzania kunnen zonnewarmte goed opslaan bij hoge temperaturen vanwege hun hoge energiedichtheid en stabiliteit, aldus een team van ACS Omega.
Het opslaan van energie in grote batterijen kan duur zijn en vereist veel grondstoffen voor de productie. Thermische energieopslag is een minder geavanceerd alternatief waarbij energie als warmte wordt opgeslagen in een vloeistof of vaste stof, zoals gesteente, olie of water . De opgeslagen warmte in dergelijke bronnen kan vervolgens worden gebruikt om een generator aan te drijven en elektriciteit op te wekken.
Graniet en zeepsteen worden specifiek gevormd onder hoge temperaturen en worden over de hele wereld gevonden. Deze eigenschap maakt ze mogelijk een gunstig TES-materiaal. Maar eigenschappen kunnen variëren op basis van de locatie waar ze zijn gevormd, wat de reden is dat sommige monsters van deze rotsen beter zijn dan andere. De geologische gordels Craton en Usagaran ontmoeten elkaar in Tanzania en bevatten beide graniet en zeepsteen.
Lilian Deusdedit Kakoko , Yusufu Abeid Chande Jande en Thomas Kivevele van het Nelson Mandela African Institution of Science and Technology en de Ardhi Universiteit besloten de eigenschappen van de stenen in deze gesteentegordels te onderzoeken. Het team verzamelde verschillende gesteentemonsters uit deze gordels en analyseerde ze. Granietmonsters bleken een hoog gehalte aan siliciumoxiden te bevatten, wat bijdroeg aan hun sterkte.
Het graniet van het kraton bevat ook andere verbindingen, waaronder muscoviet, die gevoelig zijn voor uitdroging. Deze verbinding kan het gesteente bij hoge temperaturen instabiel maken. Het speksteen met magnesiet bood een uitzonderlijk thermisch vermogen en een opmerkelijke dichtheid.
Er waren geen zichtbare scheuren te zien in de speksteen- en Usagaran-granietmonsters toen deze tot een temperatuur van meer dan 1800° Fahrenheit werden verhit . Het Craton-graniet daarentegen viel uiteen. Bovendien werd verwacht dat speksteen zijn opgeslagen warmte meer zou afgeven dan graniet. Daarom is de ontdekking van verborgen, duurzame zonne-energieopslag in gesteenten zo opwindend.
Lees ook: Zonnebomen: een unieke oplossing voor het opladen van elektrische auto's
Over het geheel genomen had Craton-zeepsteen de prestaties als TES, omdat het effectief warmte kon absorberen, opslaan en doorgeven. Tegelijkertijd behield het een goede chemische stabiliteit en mechanische sterkte. Het is echter mogelijk dat andere gesteenten geschikt zijn voor een TES-toepassing met een lagere energie, zoals een zonnedroger.
Volgens de onderzoekers zijn er meer experimenten nodig, maar deze monsters laten veelbelovende resultaten zien als duurzaam energieopslagmateriaal. Hiermee wordt verwacht dat Tanzaniaanse rotsen een alternatief zijn voor batterijopslag, wat een baanbrekende ontdekking is.
Bron: ACS-publicaties
