Die nächste Generation von Solarkollektoren könnte aus Steinen bestehen
Die nächste Generation nachhaltiger Energietechnologie könnte aus einigen Low-Tech-Materialien entstehen: aus Steinen und der Sonne. Bei einem neuen Ansatz, der als konzentrierte Solarenergie bekannt ist, wird die Wärme der Sonne gespeichert und dann zum Trocknen von Lebensmitteln oder zur Stromerzeugung verwendet. Ein Team, das in der Zeitschrift ACS Omega berichtet, hat herausgefunden, dass sich bestimmte Speckstein- und Granitproben aus Tansania gut für die Speicherung dieser Sonnenwärme eignen, da sie sich durch eine hohe Energiedichte und Stabilität selbst bei hohen Temperaturen auszeichnen.
Wenn die Energie nicht benötigt wird, wird sie häufig in großen Batterien gespeichert, die jedoch teuer und ressourcenaufwändig in der Herstellung sind. Eine technisch weniger aufwendige Alternative ist die thermische Energiespeicherung (TES), bei der die Energie in Form von Wärme in einer Flüssigkeit oder einem Feststoff wie Wasser, Öl oder Gestein gespeichert wird. Wird die Wärme freigesetzt, kann sie einen Generator zur Stromerzeugung antreiben. Gesteine wie Granit und Speckstein werden speziell unter großer Hitze geformt und sind überall auf der Welt zu finden, was sie zu günstigen TES-Materialien machen könnte. Ihre Eigenschaften können jedoch stark variieren, je nachdem, wo auf der Welt sie entstanden sind, wodurch einige Proben möglicherweise besser sind als andere. In Tansania treffen die geologischen Gürtel Craton und Usagaran aufeinander, und beide enthalten Granit und Speckstein. Daher wollten Lilian Deusdedit Kakoko, Yusufu Abeid Chande Jande und Thomas Kivevele von der Nelson Mandela African Institution of Science and Technology und der Ardhi University die Eigenschaften von Speckstein und Granit untersuchen, die in jedem dieser Gürtel vorkommen.
Das Team sammelte mehrere Gesteinsproben aus den Gürteln und analysierte sie. Die Granitproben enthielten eine große Menge an Siliziumoxiden, die die Festigkeit erhöhten. Der Kratongranit enthielt jedoch andere Verbindungen, darunter Muskovit, die anfällig für Austrocknung sind und das Gestein bei hohen Temperaturen instabil machen könnten. Im Speckstein wurde Magnesit gefunden, das ihm eine hohe Dichte und Wärmekapazität verleiht. Bei einer Erhitzung auf über 1800 Grad Celsius wiesen sowohl die Specksteinproben als auch der Usagaran-Granit keine sichtbaren Risse auf, während der Kraton-Granit auseinanderfiel. Außerdem gab der Speckstein seine gespeicherte Wärme eher ab als der Granit. Insgesamt zeigte der Kraton-Speckstein die beste Leistung als TES, da er Wärme effektiv absorbieren, speichern und weiterleiten konnte und dabei eine gute chemische Stabilität und mechanische Festigkeit aufwies. Die anderen Gesteine eignen sich jedoch möglicherweise besser für eine TES-Anwendung mit geringerem Energiebedarf, z. B. einen Solartrockner. Den Forschern zufolge sind zwar noch weitere Experimente erforderlich, aber diese Proben sind vielversprechend für die Verwendung als nachhaltiges Energiespeichermaterial.
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