塔式太阳能热发电用陶瓷材料研究取得突破

据报道，近日武汉理工大学在太阳能热发电用陶瓷材料方面的研究取得突破。所研发的氮化硅-赛隆复相陶瓷吸热体材料具有良好的的理化性能，特别是其具有优异的高温抗热震和抗氧化性能，能够保证其适应塔式太阳能热发电系统吸热塔顶严苛的工作环境。

 

为了解决堇青石陶瓷和氧化铝陶瓷抗热震性能差，普通金属蜂窝高温易被氧化等问题，吴建锋教授课题组创新性地研究采用氮化硅-赛隆复相陶瓷作为塔顶吸热器主要材料。经过长时间的探索，初步确定了以氮化硅、滑石、工业氧化铝、高岭土等为主要原料，添加氧化钇和氧化锰为烧结助剂，制备氮化硅-赛隆复相陶瓷吸热体材料。经1460℃烧成样品性能良好，吸水率为0.11%，气孔率为0.33%，体积密度为2.96g·cm-3，强度达到255.08MPa，尤其是经过30次热震（室温~1100℃）后样品强度不减反增，平均增加率为15%，1100℃/100h氧化增重小于0.5mg·cm-2。用其制成合适体积的多孔陶瓷，完全可以满足塔式太阳能热发电系统吸热塔顶的工作需要。

 

同时，吴建锋教授课题组一直致力于储热陶瓷材料的研究。先后研究成功了红柱石蜂窝陶瓷储热材料、堇青石基陶瓷储热材料等一系列可用于太阳能热发电储热系统的高性能陶瓷。此外，还研制出了以沙漠砂、黄河泥沙、赤泥等固体废弃物为主要原料的优质储热陶瓷材料。采用自行研制的储热材料评价系统对样品的储热性能进行了测试，结果表明其完全可用于太阳能热发电储热系统。

 

经过后续的研究工作，以其高性能和低成本的优势，完全可以实现今后在塔式太阳能热发电中的应用和推广，这对我国太阳能热发电事业的发展具有重大的助推作用。