火山灰新用途 其實是優秀又便宜的儲熱介質

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【文‧Daisy Chuang】

火山爆發後，噴發而出的火山灰都怎麼處理？最近巴塞隆納科學家發現，有鑑於火山灰特殊性能與優異的導熱性能跟熱容量，可以應用在儲熱系統、聚光太陽能系統中。

有別於太陽能板，聚光太陽能是透過一排排的巨大麴面鏡，追蹤並集中太陽光束到中央塔來產生龐大熱量，溫度遠遠超過 1,000 °C，之後這些熱量不是直接用來發電，就是用介質加以儲存起來，之後再使用。

通常這些電廠都是用熔鹽來儲熱，但熔鹽有着極強的腐蝕性，很容易腐蝕設備，縮短裝置的使用壽命，其生產成本也很高，低溫時還會不小心固化。位於摩洛哥沙漠的世界上最大的聚光式發電廠，最近還發生熔鹽罐泄漏事件，業主直接損失 4,700 萬美元。

不過巴塞隆納科學家發現，可以添加一些火山灰來解決上述問題。火山灰也容易取得，2021 年西班牙加那利羣島拉帕爾馬島的老昆布雷火山噴發時，周邊地區便佈滿 2 億立方公尺的火山灰，這個數量差不多是 80,000 座奧運游泳池。

目前大量的火山灰，主要是以低成本散裝形式進入土木工程中，研究人員希望可以提高他們的經濟用途，因此團隊將材料壓制成顆粒，開始測試他們的性能，在 250~750 °C 之間反覆加熱再冷卻、冷卻再加熱，循環次數超過 1,000 次。

他們發現灰燼表現出優異的導熱性和熱容量，還有不錯的物理和化學穩定性，在過程中氧化質量僅增加 0.54%，而且可以跟熔鹽結合，搭配後高溫穩定性達 750 °C，消除鹽的腐蝕作用之外，還能儲存足夠的熱量，最重要的是，成本不貴。

西班牙加那利羣島拉帕爾馬島的火山灰將是未來研究重點，團隊認爲這會是將來儲熱領域的替代跟永續材料，能以優系的成本效益解決的儲能挑戰。

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