توسعهمواد نسوزدر زمینه انرژی جدید نه تنها در توانایی آنها در تقویت پایداری حرارتی و گسترش عمر خدمات تجهیزات بلکه در نقش ضروری آنها در هدایت کارآیی و پایداری فن آوری های انرژی در حال ظهور منعکس می شود. این مواد در بخش های مختلف انرژی جدید ، از جمله تولید انرژی خورشیدی ، سلول های سوختی و حتی زمینه های نوظهور مانند تولید هیدروژن و سیستم های ذخیره انرژی ، به یک سنگ بنای تبدیل شده اند و به دلیل خاصیت منحصر به فرد آنها که از شرایط عملیاتی شدید استفاده می کنند.
در تولید انرژی خورشیدی ، اعتماد بهمواد نسوزفراتر از کلکسیونرهای خورشیدی با درجه حرارت بالا. گیاهان متمرکز خورشیدی (CSP) ، که از آینه ها برای تمرکز نور خورشید و تولید گرما تا 1000 درجه استفاده می کنند ، به پوشش های نسوز پیشرفته در مبدل های حرارتی و مخازن ذخیره سازی آنها بستگی زیادی دارد. این مواد نه تنها در برابر قرار گرفتن در معرض طولانی مدت در برابر دمای شدید مقاومت می کنند بلکه یکپارچگی ساختاری را نیز حفظ می کنند ، و از انتقال گرمای مداوم و به حداقل رساندن از دست دادن انرژی برخوردار می شوند. علاوه بر این ، در ساخت پانل های خورشیدی ، مواد نسوز نقش مهمی در فرآیند بازپرداخت ویفرهای سیلیکون دارند. در طی این مرحله ، ویفرها برای بهبود هدایت الکتریکی خود در دمای بالا گرم می شوند و صلیب ها و کوره های نسوز از آلودگی و تغییر شکل جلوگیری می کنند و مستقیماً بر کارآیی سلولهای خورشیدی نهایی تأثیر می گذارند.
میدان سلولهای سوخت عرصه دیگری را نشان می دهد که مواد نسوز در آن می درخشند. سلولهای سوختی غشای تبادل پروتون (PEMFCS) و سلولهای سوخت اکسید جامد (SOFCS) تحت شرایط مختلف SOFCS کار می کنند ، به عنوان مثال ، در دمای بین 600 درجه تا 1000 درجه عمل می کنند و به موادی نیاز دارند که در برابر شوک حرارتی و خوردگی شیمیایی از هیدروژن و سایر محصولات جانبی سوخت مقاومت می کنند. به عنوان مثال ، پوشش های نسوز برای صفحات دو قطبی در PEMFCS اعمال می شود ، به عنوان مثال ، از اکسیداسیون و تخریب جلوگیری می کند ، از انتقال الکترون کارآمد و گسترش عمر عملیاتی سلول از چند هزار ساعت به بیش از 10،000 ساعت ، یک نقطه عطف اصلی برای زنده ماندن تجاری.
فراتر از سلولهای خورشیدی و سوخت ، مواد نسوز در تولید هیدروژن ، به ویژه در الکترولیزرها و اصلاح طلبان متان بخار ، کشش می گیرند. الکترولیزورها ، که با استفاده از برق ، آب را به هیدروژن و اکسیژن تقسیم می کنند ، درجه حرارت بالایی و محیط های خورنده ایجاد می کنند که برای جلوگیری از تخریب الکترود نیاز به اجزای نسوز دارند. به طور مشابه ، اصلاح طلبان متان بخار ، منبع اصلی هیدروژن صنعتی ، برای مقاومت در برابر دمای بیش از 800 درجه در حالی که در برابر اثرات خورنده بخار و دی اکسید کربن مقاومت می کنند ، به روکش های نسوز متکی هستند.
خواسته های در حال تحول فن آوری های انرژی جدید باعث نوآوری در توسعه مواد نسوز شده است. به عنوان مثال ، فناوری نانو باعث ایجاد نسوز نانوکامپوزیت با افزایش هدایت حرارتی و چقرمگی شکستگی شده است. این مواد با ترکیب نانوذرات مانند آلومینا یا زیرکونیا ، مقاومت برتر در برابر شوک حرارتی در مقایسه با همتایان سنتی دارند. سرامیک های مشتق از زیست توده ، یکی دیگر از روند نوظهور ، با استفاده از زباله های کشاورزی برای تولید آجرهای نسوز با ردپای کم کربن ، تراز با اخلاق سازگار با محیط زیست بخش انرژی جدید ، یک جایگزین پایدار ارائه می دهد.
با نگاه به جلو ، توسعهمواد نسوزدر انرژی جدید بر سه جهت اصلی متمرکز خواهد شد: طرح های سبک وزن برای کاهش مصرف انرژی در تجهیزات ، خواص چند منظوره (مانند ادغام عایق گرما با هدایت الکتریکی) و بهبود پذیری. از آنجا که فن آوری های انرژی جدید مقیاس از مزارع خورشیدی در مقیاس گیگاوات به شبکه های سوخت گیری هیدروژن-مواد مقاوم در برابر آنها یکپارچه باقی می مانند و شکاف بین تقاضای عملیاتی شدید و عملکرد بلند مدت و مقرون به صرفه را ایجاد می کند.