«Мы очень воодушевлены потенциальными последствиями этого исследования для обеспечения коррозионно-стойких покрытий для приложений CSP, которые могут улучшить экономическую жизнеспособность этих систем», — сказал Джонни Грин, заместитель директора лаборатории механических и теплотехнических наук.Установки CSP с недорогими накопителями тепла позволяют предприятиям доставлять электроэнергию, когда это необходимо, помогая поддерживать надежность сети. Расплавленные соли обычно используются как для теплоносителя, так и для аккумулирования тепловой энергии, поскольку они могут выдерживать высокие температуры и сохранять накопленное солнечное тепло в течение многих часов.
Для коммерческого использования смесей расплавленных солей, содержащих хлорид натрия, хлорид калия и хлорид магния, скорость коррозии в резервуарах для хранения должна быть низкой — менее 20 микрометров в год, — чтобы концентрирующая солнечная электростанция могла достичь 30-летнего срока службы. жизнь.Сплавы из нержавеющей стали без покрытия, испытанные в хлоридном расплаве, корродируют со скоростью до 4500 микрометров в год. Решение проблемы коррозии может быть найдено в исследовании, проведенном Джудит Гомес-Видаль из NREL и опубликованном в статье журнала Nature Materials Degradation «Коррозионная стойкость покрытий MCrAlX в расплавленном хлориде для хранения тепла при концентрировании солнечной энергии».
Гомес-Видаль нанесла на нержавеющую сталь различные типы покрытий на основе никеля, которые обычно используются для уменьшения окисления и коррозии. Одно такое покрытие с химической формулой NiCoCrAlYTa показало на сегодняшний день лучшие характеристики. Он ограничил скорость коррозии до 190 микрометров в год — пока что это не цель, но значительное улучшение по сравнению со сталью без покрытия за счет снижения скорости коррозии на 96%. Это конкретное покрытие подвергалось предварительному окислению в течение 24 часов, в течение которых образовывался равномерный и плотный слой оксида алюминия, который служил для дополнительной защиты нержавеющей стали от коррозии.
«Использование защиты поверхности очень многообещающе для уменьшения коррозии расплавленных солей, в частности тех поверхностей, которые подвергаются воздействию хлорсодержащих паров», — сказал Гомес-Видаль, доктор философии. в металлургии и материаловедении. «Тем не менее, скорость коррозии для CSP по-прежнему довольно высока. Эти усилия подчеркивают актуальность испытаний на долговечность материалов в солнечной энергетике.
Для достижения необходимого целевого уровня коррозии необходимо больше RD, что может включать синергию сочетания защиты поверхности с химический контроль расплавленной соли и окружающей атмосферы ».Дополнительные испытания потребуют оценки покрытий при термоциклировании и введении кислородсодержащей атмосферы для увеличения окислительного потенциала систем. Добавление кислорода обеспечивает образование защитных отложений, которые могут образоваться в присутствии кислорода, если во время работы появятся трещины.
Гомес-Видаль недавно опубликовал другую работу, в которой такие слои оксида алюминия могли расти и оставаться прилипшими к поверхности в присутствии воздуха во время термоциклирования образцов.