Ciencia: ¿Hay algún material conocido por el hombre que pueda producir energía de transferencia o almacenamiento, pero que no se derrita cuando está cerca del sol (5000 grados Celsius)?

Answer 1

La sustancia con el punto de fusión más alto que mi búsqueda pudo encontrar es el carburo de hafnio tantalio, con un punto de fusión de 4,488 K (4,215 grados C). Así que no, no hay ninguna sustancia conocida que pueda soportar un calor de 5,000 grados.

Suponiendo que se pueda confiar en Wikipedia, hay un área sobre la fotosfera del Sol donde la temperatura es un frío de 4,100 K (ver Sol). Sin embargo, incluso si el carburo de tantalio hafnio no se fundió en esa región de la atmósfera del Sol, no es bueno para transferir energía térmica (supongo que los valores para el carburo de tantalio pueden proporcionar un orden de magnitud de aproximación porque no lo hice. no tiene números para el carburo de tantalio hafnio). No sé qué quiere decir con “producir energía”, pero sospecho que es en la línea de uso de la energía del Sol, en cuyo caso no puedo ver cómo sería útil. Claro, almacenaría cierto grado de energía térmica, pero no hay forma de que valga la pena.

Los paneles solares son más eficientes, no necesitan estar justo al lado del Sol para trabajar, y se pueden usar para generar electricidad directamente usando el Sol. Entonces, en cierto sentido, eso es lo más cercano que puedo pensar de lo que estás buscando.

Answer 2

Robert Singarella Jr ya señaló que ningún material puede soportar 5,000K. En la línea de su pregunta sobre por qué el póster original quería saber esto, agregaría que no hay energía utilizable solo por ser caliente. No puedes cargar tu teléfono con “energía térmica”. La energía utilizable proviene de mover ese calor en algún lugar más frío y extraer la energía del movimiento.

Por lo tanto, necesitaría una fuente de frío para construir un motor térmico y realizar un trabajo continuo. Lo importante aquí es que si está trasladando el calor a una fuente de frío, eso significa que está enfriando su dispositivo. En teoría, es posible mantener el material fresco si lo enfrías más rápido desde el interior de lo que se está calentando desde el exterior y de alguna forma expulsa esa energía térmica del dispositivo a tu fuente de frío.

Por ejemplo, un enfriador peltier o incluso una fotocélula puede convertir parte de la energía en electricidad, lo que podría hacer que un láser transmita energía a una fotocélula externa. Pero la eficiencia de todos estos dispositivos es inferior al 100% (mucho menos en este ejemplo), por lo que siempre se calentarán con el tiempo. La única forma en que puedo pensar que incluso sería teóricamente posible sería bombear el fluido de enfriamiento a través del dispositivo al sol y enfriar el fluido en el espacio antes de bombearlo de nuevo al dispositivo. Así que esto sería como meter un largo tubo en el sol.

No sé cómo son las corrientes de aire (¿corrientes de plasma?) Dentro del sol, y estoy bastante seguro de que no se han realizado experimentos para caracterizar el calentamiento por convección de la fotosfera desde que no hemos estado allí. Pero la presión del aire es extremadamente baja a pesar de la temperatura, por lo que es posible mantenerla fresca. No soy un experto, pero supongo que la mayor parte de la energía provendrá de la radiación y no de la convección.

La presión del aire en realidad causa otro problema, la sublimación. En la baja presión de los materiales de la fotosfera del sol, los sólidos pasarán directamente a los gases a menudo antes de que tengan la oportunidad de fundirse.

Mi primera opción para esta aplicación hubiera sido carbono si no fuera por la respuesta de Robert Singarella Jr. El carbono tiene una temperatura de fusión “baja”, solo 3915K, pero puede ser muy térmicamente conductor en la forma correcta. Necesitas que sea conductivo si estás tratando de enfriarlo desde adentro. Sin embargo, esa “temperatura de fusión” está a la presión estándar y en realidad es un punto de sublimación, ya que el carbono no se funde a la presión estándar, sino que se dirige directamente al gas. Tiene una presión de vapor de 1 Torr a solo 3214 K (que es aproximadamente la presión de la fotosfera).

El tantalio y el renio tienen temperaturas ligeramente más altas para la misma presión de vapor, y el tungsteno en realidad se funde en lugar de sublime, lo que le da una ligera ventaja en la baja presión del sol. De manera similar, el carburo de tantalio hafnio probablemente tendrá un punto de sublimación incluso más bajo que el punto de fusión dado que se encuentra a una presión estándar.

Answer 3

Una sustancia que viene a la mente es la aleación de hierro y níquel que forma el núcleo interno sólido de la Tierra. Es sólido a aproximadamente 5500 grados Celsius. Para obtener su estado sólido a esa temperatura, sin embargo, se requiere una presión enorme.

Answer 4

Tal vez un dispositivo que podría convertir de manera súper eficiente la energía térmica en algún tipo de haz de fotones coherente de alta energía (descargado por la puerta trasera, por así decirlo) podría actuar como una especie de bomba de calor de alta tecnología suficiente para evitar que todo se convierta en otra gota de Sopa de plasma. No puedo imaginar cómo o qué, pero es un pensamiento.
O tal vez vayamos por el otro lado. Descubra una manera de bombear energía láser en un dispositivo para enfriarlo. Sé que están trabajando en eso para el enfriamiento de semiconductores.
http://www.gizmag.com/laser-cool …

Answer 5

Aparte de una fuente de energía infinita, también se necesita un sumidero infinito para capturar energía y hacer el trabajo.
La energía térmica solo es útil si hay un sumidero, en el caso del sol, sí, tenemos una fuente, pero no una fuente confiable de sumidero, por lo que los paneles solares son mejores aquí, porque el sumidero puede ser un generador de ondas electromagnéticas que transmite esa luz capturada energía.

Pero si desea capturar solo la energía térmica, diría que es imposible, incluso con los materiales disponibles, que pueden soportar tanto calor, porque para usar ese calor necesitaría un sumidero igualmente potente, a través del cual puede transferir calor y producir trabajo