1.050 °C dalla luce del sole: migliori altiforni per la produzione di acciaio

La temperatura di fusione del ferro è di poco inferiore a 1.050 °C (1.900 °F). Gli altiforni lavorano in genere a temperature di circa 2.000 °C (3.600 °F) o più.

Al contrario, i record di concentrazione pura della luce solare sono stati finora significativamente inferiori, nonostante i grandi sforzi. Le centrali solari termiche, ad esempio, che generano solo vapore acqueo, raggiungono solo circa 400-500 °C (750-900 °F).

Per superare in modo significativo i 1.000 gradi (1.800 °F), il riscaldamento diretto di un forno adatto richiede una concentrazione di luce solare circa mille volte superiore. Se questo forno è rivestito di quarzo, è sufficiente la metà della concentrazione.

I ricercatori del Politecnico di Zurigo sono ora riusciti a riscaldarlo a oltre 1.000 °C (1.800 °F) con una concentrazione di energia solare solo 136 volte superiore. Questo risultato è stato ottenuto rivestendo l'altoforno con uno speciale materiale semitrasparente.

Un quarzo o un materiale simile, adattato con precisione, viene applicato allo strato effettivamente responsabile dell'assorbimento dell'energia termica, che cattura solo le lunghezze d'onda necessarie per il riscaldamento.

Questo 'trucco' mantiene la superficie relativamente fredda, mentre le alte temperature vengono raggiunte nel punto cruciale. In questo caso, la temperatura esterna è rimasta al di sotto dei 500 °C (900 °F), mentre nel forno stesso sono stati misurati 1.050 °C (1.900 °F). Le perdite dovute all'inevitabile raffreddamento della superficie sono di conseguenza inferiori.

Il prossimo passo in agenda è raggiungere i 3.000 °C (5.000 °F). A questa temperatura, sarebbe possibile lavorare un'ampia gamma di metalli che altrimenti richiederebbero un altoforno classico.

Non sarebbe più necessario utilizzare combustibili fossili e l'efficienza del sistema sarebbe estremamente elevata. Dopotutto, sia l'idrogeno che il carbone sono così ricchi di energia solo perché sono stati inizialmente prodotti con l'aiuto della luce solare, sia per idrolisi che per crescita vegetale, alcuni milioni di anni fa.

Se invece si utilizza direttamente la luce solare, non ci sono passaggi intermedi tra la luce e un altoforno a temperatura di esercizio. Il risparmio di CO2 e, soprattutto, di energia sarebbe enorme.