Las plantas de concentración de energía solar CSP de próxima generación requieren fluidos de alta temperatura, como sales fundidas, en el rango de 550-750 grados Celsius para almacenar calor y generar electricidad. Sin embargo, a esas altas temperaturas, las sales fundidas se comenen aleaciones comunes utilizadas en los intercambiadores de calor, tuberías y recipientes de almacenamiento de los sistemas CSP. Una nueva investigación en el Laboratorio Nacional de Energía Renovable NREL del Departamento de Energía de los Estados Unidos tiene como objetivo mitigar los niveles de corrosión en plantas CSP con recubrimientos a base de níquel.
"Estamos muy entusiasmados con las posibles implicaciones de esta investigación para proporcionar recubrimientos resistentes a la corrosión para aplicaciones de CSP que podrían mejorar la viabilidad económica de estos sistemas", dijo Johney Green, director de laboratorio asociado para ciencias de ingeniería mecánica y térmica.
Las plantas de CSP con almacenamiento térmico de bajo costo permiten que las instalaciones suministren electricidad cuando sea necesario, lo que ayuda a respaldar la confiabilidad de la red. Las sales fundidas se usan comúnmente tanto para el fluido de transferencia de calor como para el almacenamiento de energía térmica porque pueden soportar altas temperaturas y retenerEl calor solar acumulado durante muchas horas.
Para utilizar comercialmente mezclas de sales fundidas que contengan cloruro de sodio, cloruro de potasio y cloruro de magnesio, la tasa de corrosión en los tanques de almacenamiento debe ser lenta, menos de 20 micrómetros por año, para que una planta de energía solar concentrada pueda alcanzar 30-año de vida.
Aleaciones de acero inoxidable desnudas probadas en un cloruro fundido corroído tan rápido como 4.500 micrómetros por año. La solución al problema de corrosión podría estar en la investigación realizada por Judith Gomez-Vidal de NREL y publicada en el Materiales de la naturaleza Artículo de la revista Degradation, "Resistencia a la corrosión de recubrimientos MCrAlX en un cloruro fundido para almacenamiento térmico en aplicaciones de concentración de energía solar".
Gomez-Vidal aplicó diferentes tipos de recubrimientos a base de níquel, que se usan comúnmente para reducir la oxidación y la corrosión, al acero inoxidable. Uno de estos recubrimientos, con la fórmula química NiCoCrAlYTa, mostró el mejor rendimiento hasta ahora. Limitó la tasa de corrosióna 190 micrómetros por año, aún no en el objetivo, pero una gran mejora en comparación con el acero sin recubrimiento por una reducción del 96% en la tasa de corrosión. Ese recubrimiento en particular se oxidó previamente durante un período de 24 horas, durante el cual un uniforme ySe formó una capa densa de óxido de aluminio que sirvió para proteger aún más el acero inoxidable de la corrosión.
"El uso de la protección de la superficie es muy prometedor para mitigar la corrosión en sales fundidas, en particular en aquellas superficies expuestas al vapor que contiene cloro", dijo Gómez-Vidal, quien tiene un doctorado en ingeniería metalúrgica y de materiales "., las tasas de corrosión siguen siendo considerablemente altas para CSP. Este esfuerzo destaca la relevancia de probar la durabilidad de los materiales en aplicaciones de energía solar. Se necesita más I + D para lograr el nivel de corrosión objetivo necesario, que podría incluir la sinergia de combinar la protección de la superficie con el control químicode la sal fundida y la atmósfera circundante "
Las pruebas adicionales requerirán la evaluación de los recubrimientos bajo ciclos térmicos y la introducción de atmósferas que contienen oxígeno para aumentar el potencial de oxidación de los sistemas. La adición de oxígeno asegura la formación de escamas protectoras que podrían reformarse en presencia de oxígeno en caso de grietasaparecen durante la operación. Gomez-Vidal ha publicado recientemente otro trabajo en el que dichas capas de óxido de aluminio pudieron crecer y permanecer adheridas a la superficie en presencia de aire durante el ciclo térmico de las muestras.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional de Energía Renovable . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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