برای تولید موادی مانند شیشه، سیمان و سرامیک، مواد اولیه اولیه باید تا دمای بیش از 1000 درجه سانتیگراد گرم شوند. در حال حاضر، استفاده از انرژی خورشیدی برای رسیدن به این دماهای احتراق گران و ناکارآمد است، بنابراین انرژی مبتنی بر کربن مانند نفت یا زغال سنگ معمولاً برای تأمین انرژی کوره‌هایی که این مواد در آن تولید می‌شوند استفاده می‌شود. علاوه بر این، محققان این مطالعه می گویند که این صنایع حدود 25 درصد از انرژی مصرفی جهان را بر عهده دارند.
امیلیانو کاساتی، نویسنده این گزارش و دانشمند مهندسی مکانیک و فرآیند در ETH زوریخ، سوئیس، گفت: “برای مقابله با تغییرات آب و هوایی، ما به طور کلی نیاز داریم که انرژی را کربن زدایی کنیم.” در واقع حدود نیمی از آن به عنوان انرژی گرمایی استفاده می شود.
دانشمندان قبلاً پنل‌های خورشیدی یا سیستم‌های گرمایشی را کشف کرده‌اند که با استفاده از آینه‌های ردیاب خورشید، نور خورشید را به گرما تبدیل می‌کنند، اما این فناوری برای شکستن رکورد ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد با مشکل مواجه شده است. در مطالعه جدید، کاساتی و تیمش از خاصیتی به نام اثر تله حرارتی استفاده کردند. در این پروژه مواد عمدتاً نیمه شفاف نور خورشید را به شدت جذب کرده و دوباره آن را به صورت گرما تابش می کنند.
در واقع، محققان تابش خورشیدی ورودی را روی یک میله کوارتز مصنوعی به دام انداختن گرما هدایت می‌کنند، سپس آن را به یک ظرف سیلیکونی مات متصل می‌کنند که گرمای کریستال را جذب می‌کند. هنگامی که نور ورودی با شدت 135 برابر نور معمولی خورشید می تابد، دمای صفحه جاذب به 1050 درجه سانتیگراد می رسد، در حالی که میله کوارتز در 600 درجه سانتیگراد باقی می ماند.
در تحقیقات قبلی که از کوارتز مصنوعی برای جذب انرژی خورشیدی استفاده نشده بود، اثر تله حرارتی تنها تا 170 درجه سانتیگراد گرم شد. بر اساس این بیانیه، محققان سپس مواد مختلفی از جمله مایعات و گازها را آزمایش کردند که می توانند به عنوان تله های حرارتی عمل کنند و توانستند به دمای بالاتری برسند.
سپس محققان نحوه استفاده از این فناوری را در مقیاس بزرگتر مطالعه خواهند کرد تا شانس بیشتری برای استفاده در صنایع داشته باشد. کاساتی می گوید: «انرژی خورشیدی به راحتی در دسترس است و این فناوری هم اکنون در دسترس است. برای ایجاد انگیزه در پذیرش صنعت، ما باید قابلیت اقتصادی و مزایای این فناوری را در مقیاس وسیع‌تری نشان دهیم.»
