Gli scienziati di NUST MISIS insieme ai loro colleghi del Central Metallurgical R&D Institute (Il Cairo, Egitto) hanno sviluppato un materiale composito per prolungare la vita delle torri solari fino a cinque anni. L'articolo di ricerca è stato pubblicato in Energia rinnovabile .

Oggi, le centrali solari (SPP) stanno diventando sempre più popolari, che consente di raccogliere e trattare l'energia solare su scala industriale. Le cosiddette torri solari sono tra i tipi più promettenti di SPP. Un SPP è un'alta torre con un serbatoio d'acqua e un sistema di turbine all'interno. La torre è circondata da eliostati, grandi specchi rotanti che assorbono i raggi del sole e concentrano il raggio totale in un unico punto della torre. Il raggio atterra sull'assorbitore solare, che riscalda una speciale soluzione salina fino a 600°C. L'acqua nel serbatoio adiacente viene riscaldata dalla soluzione salina e il vapore fa ruotare le turbine della centrale.

Carburo di silicio (SiC), un materiale ceramico poroso con una serie di caratteristiche utili:alta densità, forza, e la resistenza all'ossidazione, tra le altre cose, è l'elemento tradizionale per gli assorbitori solari. Però, il carburo di silicio presenta degli svantaggi, ad esempio è sensibile all'ambiente aggressivo dei sali fusi.

Il nitruro di alluminio (AIN) è un'aggiunta promettente al carburo di silicio:ha un'elevata conduttività termica, un basso coefficiente di dilatazione termica, e resistenza alle alte temperature. Attualmente, I compositi Sic e AIN sono utilizzati principalmente in elettronica, ma possono essere potenzialmente utilizzati in una serie di altri campi, compresa la trasformazione termica dell'energia solare.

Scienziati del dipartimento di nanosistemi funzionali e materiali ad alta temperatura presso NUST MISIS, in collaborazione con i colleghi dell'Istituto centrale di ricerca e sviluppo metallurgico (Il Cairo, Egitto), hanno sviluppato compositi porosi a base di SiC/AIN, che contengono fino al 40% di nitruro di alluminio. Nel corso della ricerca sono state selezionate le composizioni ottimali degli additivi e i regimi di sinterizzazione di nuovi compositi. Superano notevolmente quelli tradizionali a causa della formazione di una soluzione solida ai bordi dei grani del carburo di silicio. Insieme ad alta conduttività termica e resistenza al calore, tali compositi hanno un basso coefficiente di dilatazione termica, che ne migliora notevolmente le prestazioni.

"L'energia solare richiede materiali durevoli senza difetti. Successivamente, stiamo progettando di testare il materiale sviluppato in installazioni solari, " ha commentato il dottor Emad Ewais, capo del gruppo di ricerca egiziano.

Grazie alle positive proprietà termochimiche e termomeccaniche, I compositi SiC/AIN sono anche promettenti per l'uso in altri campi ad alta temperatura, come la metallurgia e l'ingegneria aerospaziale.