Вчені змогли використовувати сонячну енергію для нагріву об'єкта до 1800 градусів за Фаренгейтом (1000 градусів за Цельсієм), що є достатньою температурою для роботи сталеливарної печі. Це відкриття, опубліковане в журналі Device, демонструє потенціал використання сонячної енергії замість викопного палива у високотемпературних виробничих процесах.

Виробництво таких матеріалів, як скло, цемент і кераміка, вимагає нагрівання сировини до температур вище 1800 градусів за Фаренгейтом. Наразі використання сонячної енергії для досягнення таких температур вважається дорогим і неефективним, тому зазвичай використовують вуглецеві джерела енергії, як-от нафта або вугілля.

За даними дослідників, на ці галузі припадає близько 25% світового споживання енергії. «Щоб впоратися зі зміною клімату, нам необхідно позбавити енергетику від вуглецю загалом, — каже Еміліано Казаті, провідний автор дослідження і вчений зі Швейцарської вищої технічної школи Цюріха. — Люди схильні думати про електрику тільки як про енергію, але насправді близько половини енергії використовується у вигляді тепла.»

Раніше вчені досліджували сонячні приймачі, які перетворюють сонячне випромінювання на тепло за допомогою дзеркал, що відстежують рух сонця. Однак ця технологія не могла подолати бар'єр у 1800 градусів за Фаренгейтом.

У новому дослідженні команда Казаті використовувала властивість, звану ефектом теплової пастки. Принцип її дії такий: напівпрозорі матеріали сильно поглинають сонячне світло і повторно випромінюють його у вигляді тепла.

Дослідники направили сонячну радіацію на стрижень із синтетичного кварцу, який утримував тепло. Потім вони прикріпили його до кремнієвої пластини, яка поглинала тепло. Коли світло світило з інтенсивністю 135 сонць, температура поглинальної пластини досягала 1922 градусів за Фаренгейтом, а температура кварцового стрижня залишалася на рівні 1112 градусів за Фаренгейтом. Попередні дослідження з використанням ефекту теплової пастки демонстрували температури тільки до 338 градусів за Фаренгейтом.

У подальших експериментах вчені тестували різні матеріали, зокрема рідини і гази, як теплові пастки, що дало змогу досягти ще більш високих температур. У майбутньому вони планують вивчити, як цю технологію можна використовувати в промислових масштабах для підвищення її економічної життєздатності.