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ビスマス、ガリウム、およびインジウムの合金などの液体金属は、低い界面抵抗と高い導電率の両方を提供します。非常に低い融点を持ついくつかのガリウム合金も、潜在的な液体金属界面材料と見なされます。このインターフェースの熱性能は、一般的に使用される多くの接着剤よりも一桁高くなります。熱界面材料として、LMA合金は、その優れた表面濡れ性と高い熱伝導率、低い接触抵抗により、優れた熱伝導率を備えています。再加工性、取り扱いの容易さ、および硬化の欠如は、大容量環境で魅力的です。課題に学際的なアプローチを採用することにより、過去および現在のLMA製品を悩ませていたさまざまな故障メカニズムを軽減できます。液体金属は非常に流動的です。熱界面での使用が提案されている固体構造または相は、使用中にLMAを無傷に保つという基本的な問題を解決します。これらの構造により、熱界面のLMAとの表面接触面積が増加します。固液界面の総エネルギーが、液体と気体の界面およびそれが置換する固体と気体の界面の界面エネルギーよりも小さい限り、LMAは界面内部の表面を濡らして表面エネルギーを最小化します。 LMAがダイの下で使用される濡れ性表面と同じ場合、特に追加の力が加えられた場合、LMAは熱界面に隣接する表面をまだ濡らす可能性があります。 LMAと他のコンポーネント間の衝撃、振動、およびCTEの不一致により、追加の力が発生する可能性があります。 LMAが熱界面の近くであるが熱界面の外側の表面を濡らすと、外力が作用した場合、表面張力のみが表面内を保持することが疑われます。他には、この問題の解決策が提案されており、LMAのガスケットとフィラーまたは非共晶(粘性)成分を使用して、粘度を高めています。 LMAが濡れないように熱界面の周囲の表面を単に修正するだけで、衝撃、振動、および温度サイクル中にLMAを界面に含めるだけで十分であることがわかりました。組み立てプロセス中に過剰なLMAが組み込まれると、衝撃や振動により、過剰なLMAが最終的に空気中に浮遊する可能性が考えられます。したがって、LMA TIMは、短絡や他の金属との有害反応の可能性のない閉じた空洞に配置する必要があります。

液体金属の熱伝導率は非常に大きいため、大きな熱伝達係数を実現し、低温で効率的なエネルギー交換を実現できます。この記憶条件は効率的な分子エネルギー移動に依存するため、単純なジオメトリ内でより大きな単相の結果を得ることができます。言い換えれば、液体金属の熱伝達係数は大幅に増加します(3〜20倍)。熱伝達係数が大幅に改善された古いモデルでは、一定の温度を維持しながら、動作中の熱流束を大きくすることができます。これは、以前の溶融塩レシーバー設計の主要な制限でした。したがって、レシーバー領域では、液体金属は総設備投資を削減することもできます。さらに、熱伝達性能を改善することで、より高い受信効率を達成できます。通常、火力発電所では、理想的な結果はより高い熱力学的効率を達成するためにより高い温度を持つことです。全体として、太陽光発電の効率は、光学系と受信機の性能の影響も考慮する必要があります。最も先進的な中央受信システムは、硝酸塩で作動する亜臨界蒸気ランキンサイクルです。一般に、630°Cの高い蒸気温度で動作する場合、乾式および乾式コンデンサーの全体的な光電効率は8〜12%向上します。ただし、溶融塩の温度は560°Cに制限されているため、溶融塩を使用した高出力サイクルに必要な高温はまったく実現できません。太陽熱化学プロセスの直接適用は、高い動作温度で実行可能です。化学反応器の工業プロセスは高温で開発する必要があり、溶融金属は熱伝導性流体の機能を安定して実行できます。熱機関サイクルにおける高温液体金属の応用700°C超超臨界蒸気タービンサイクル:他の高温コンセプトと比較して、ソーラーモジュール(レシーバー、貯蔵システム、ソーラーモジュール)の開発により、700°C超超臨界蒸気パワーモジュールの開発に対する需要は比較的高い液体の熱伝達を提供することにより、低を達成できます。そのようなレシーバーの出口温度は700°Cでなければならず、ニッケルベースの合金は物理的な問題を克服するのに役立ちます。受信システムと貯蔵システムに対応する温度範囲では、700°Cを超える蒸気サイクル温度を開発する必要がありますコンセプトの実現可能性に関連する主なリスクは、ニッケル溶接の問題と過渡ひずみ、および腐食の問題であることがわかります。オープンガスタービンサイクル:コンバインドサイクルで最も低い600°Cのガス。蒸気発電モジュールは商品化されており、現在の石炭およびガス発電所の先進技術に基づいて改善することができます。他の伝統的な太港発電所と比較して、ソーラーガスタービンには明らかな利点があります。商業規模ではありませんが、ラジエターレシーバーとして圧縮空気を使用するという概念は広く研究されています。クローズドガスタービンサイクル:クローズドサイクルでは、空気とオプションの不活性ガスを交換して、より効率的な電力変換を行うことができます。同様に、オープンサイクルで収集された高温の熱エネルギーは、熱交換器を介して、または間接的または直接接触して転送する必要があります。コスト削減の観点から、直接接触熱交換器は魅力的ですが、圧力シールと蒸気タービンへのランキン蒸気の供給を含む実際的な問題に対処する必要があります。オープンガスタービンサイクルと同様に、クローズドサイクルにはさらなる開発が必要です。コストを削減する主な方法は、閉ブレイトンサイクルでの部品負荷に関連しています。

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