Цсп плита характеристики и применение: Статьи на строительную тематику от компании «Ремонстр»

Цементно-стружечная плита (WCG)- характеристики и применение в строительстве и ремонте: Инструкция +Видео

Цементно-стружечная плита: фото, описание, область применения. Цементно-стружечная плита (ЦСП) – это листовой композитный материал, который создан из смеси цемента и древесных стружек. Благодаря такому составу и противоречивому сочетанию плита имеет ценные характеристики и обширное применение в строительных работах.
Технология изготовления цементно-стружечной плиты

Смесь, из которой изготавливают ЦСП, является своеобразным видом бетона на основе минерального вяжущего. Но в этом случае вместо щебня и песка наполнителем служит древесная измельченная стружка.

Содержание:

Общие сведения

Состав

При введении древесины в состав плотность плиты снижается, то самое главное – это то, что стружка играет роль не только легкого наполнителя, но и фибры – специальной добавки, которая создает эффект объемного армирования, которое воспринимает нагрузки на растяжение.

В смесь входят следующие элементы:

• Цемент – 66%.
• Стружка – 23%.
• Вода – 8%.
• Гидратационные и минеральные добавки – 3 %.

Процесс изготовления

Изготовление смеси начинается с того, что следует измельчить стружку до необходимого размера. После этого ее делят на сите на 2 фракции. Мелкофракционную стружку используют для создания внешнего слоя листа, а крупнофракционную для среднего слоя. После этого ее обрабатывают хлоридом кальция, сульфатом/хлоридом алюминия, «жидким стеклом». Это требуется для того, чтобы защитить материал от поражения грибком и гниения.

Минеральные добавки после просеивания и обработки смешивают с цементом и водой. В воде следует растворить добавки, которые ускорят затвердевание цемента. Помимо основных описанных компонентов в смесь в небольшом количестве добавляют индустриальное масло И-20 и мазут для того, чтобы снизить внутреннее трение и облегчить процесс прессования.

Готовую смесь выкладывают на поддоны в три слоя, сами поддоны собирают в штабель и ставят под холодный пресс, в котором пакет будет сжат до давления от 1,85 до 6,65 ПМа и фиксируют в таком виде при помощи замков. Специальная система замков позволяет сохранять давление в пресс-форме после того, как смесь достанут из-под пресса.

Сжатые пакеты будущих цементно-стружечных плит подвергают нагреву в течении 480 минут. За это время пройдет ускоренный процесс гидратации цемента и затвердевания. За счет упругости древесная стружка компенсирует усадку цемента, и поэтому заданный размер плит не будет изменен. Разблокировка форм и снятие давления тоже происходит внутри пресса. После этого пакет нужно раскрыть, а плиты достать и на пару недель поместить в буферный склад. Для того, чтобы материал дозрел окончательно, его следует обдувать воздухом при температуре от +70 до +100 градусов. После этого листы подрезаю под заданный размер, проводят шлифовку, сортируют и отдают на склады готовой продукции.

Разновидности и габариты

По ГОСТу 26816-2016 изготавливают цементно-стружечные плиты лишь двух марок – ЦСП-1 и ЦСП-2. Отличаются они между собой по точности размеров, прочности и прочим параметрам.

Параметры ЦСП-1 ЦСП-2

Отклонения по размеру плит (мм) 3 5
Отклонения по толщине плит, которые не были подвергнуты шлифовке (мм) От 0,7 до 1,5 От 0,8 до 1,6
Предел прочности на изгибании (МПа) От 9 до 12 От 7 до 9
Предел прочности на расслоение (МПа) 0,51 0,36
Шероховатость плит, прошедших шлифование (мкм) 80 100
Пятна на плиточной поверхности Не допустимо Не допустимо больше 1 штуки с диаметром больше 2 см на 1 м2.
Вмятины Не допустимо более 1 штуки с глубиной больше 0,1 см с диаметром больше 1 см на 1 м2. Не допустимо более 3 штук с глубиной больше 0,2 см с диаметром больше 2 см на 1 м2
Пределы отклонений по прочности на изгибании и толщине задаются отдельно для отличающихся диапазонов толщины. Плиты могут быть с толщиной от 0,8 до 4 см с градацией через каждые 0,2 см. габариты листов одинаковы для обеих марок:

• Длина – 320 или 360 см.
• Ширина – 120 или 125 см.

Помимо этих марок есть и аналогичные материалы, которые имеют похожий состав и свойства.

Аналоги

Фибролит

Это специальные плиты с наполнителем из волокон древесины, а точнее, из древесной шерсти. Наполнитель такого типа имеет более качественное фибрирование, а это положительно сказывается на конечной прочности материала и стойкости к появлению трещин. Отметим то, что фибролит является относительно мягким материалом, имеет относительно небольшую плотность и по этой причине его часто используют в качестве поглотителя звука и при теплоизоляции.

Арболит

Данный материал относится к виду легкого бетона. В качестве наполнителя в нем используют древесную стружку, щепу и нарезанные стебельки камыша и рисовую солому. У арболита невысокая прочность, поэтому его при меняют в тех конструкциях, которые не несут нагрузок, например, для внутренних перегородок.

Ксилолит

Этот материал делают с использованием специального вяжущего магнезиального вида, а именно цемента Сореля, который является нечувствительным к воде. Его используют при обшивке пола, кровли и прочих конструкций, где плиты будут часто намокать.

Полные характеристики

Теперь давайте рассмотрим характеристики цементно-стружечной плиты. Главные показатели определяются за счет входящих в состав компонентов. К примеру, тяжесть камня из цемента часто можно компенсировать легким наполнителем – стружкой. Физико-механические показатели по ГОСту 26816-2016:

Параметры ЦСП-1/ЦСП-2

Модуль упругости при изгибании, МПа 4500/4000
Твердость, МПа От 45 до 65
Теплопроводность, Вт/(м-ОС) 0,27
Удельная теплоемкость, кДж/(кг- ОС) 1,16
Удельное сопротивл. к выдергиванию шурупов из плиты, Н/м От 4 до 7
Биологическая стойкость (класс) 4

Морозоустойчивость

1. Количество циклов переменного оттаивания/замораживания без разрушения
2. Остаточная прочность, %

1. 502. 90
Устойчивость к циклическим влажностно-температурным изменениям:
1. Уменьшение прочности после 20 циклов воздействий, %
2. Разбухание в толщину после 20 циклов воздействий, %

1. 312. 6

Вес и плотность плиты

Плотность цементно-стружечной плиты равна от 400 до 1100 кг/м3 , но это меньше, чем плотность многих материалов на цементной основе. Плита с габаритами 320*120*1 см будет весить от 42,5 до 55 кг в зависимости от того, какой она будет плотности.

Биостойкость и воздействие влаги

Плита ЦСП устойчива к биологическим факторам и влаге. Именно благодаря специальной обработке стружки – минерализации – обеспечивается биостойкость. Влагостойкость есть за счет содержания цемента. У камня на основе цемента не будет потерь прочности при любом увлажнении. Водопоглощение при долгосрочном погружении в воду не должно быть больше 16,5%, а разбухание плиты по толщине должно укладываться в нормативные 1,6%.

При намокании плиты мало впитывает воды. Этим и определена великолепная устойчивость к низкой температуре воздуха. Морозостойкость плит равна 50 циклам замораживания и оттаивания без повреждений и при остаточной прочности в 90%. По данной характеристике плиты пригодны для использования вне отапливаемого помещения при условии, что будет защита от накопления влаги.

Паропроницаемость и теплопроводность

Плита цементно-стружечная является пористым материалом, так как большую часть в ней по объему занимает древесная стружка. За счет такой структуры теплопроводность невысока – примерно 0,27 Вт/(м*ОС). Это почти в два раза меньше, чем у кирпича и почти в два раза больше, чем у стандартного гипсокартона.

Несмотря на то, что такие плиты нельзя в полной мере называть теплоизолирующим материалом, при ее использовании отмечают существенное сопротивление ограждающих внешних конструкций.

Пористая структура обусловила проницаемость материала для пара на уровне 0,033 мг/(м*ч*Па). Аналогичным показателем паропроницаемости обладает бетон. Этот параметр должен быть обязательно учтен при проектировании многослойной стены. При использовании ЦСП плит для внутренней отделки стен она может стать пароограничивающим слоем, который будет уменьшать накопление влаги в стенах и повышать эффективность теплоизоляции.

Пожарная безопасность

• Группа горючести – Г1 – трудногорючие.
• Группа воспламеняемости В1 – трудновоспламеняемые.
• Группа распространения пламени РП1 – не дает пламени распространиться.
• Группы дымообразования Д1 – при возгорании выделяет малое количество дыма.
• Группа токсичности Т1 – малая токсичность продуктов горения.

В общей сложности можно сделать вывод, что плита ЦСП относится к безопасным материалам. Ее можно использовать, чтобы повысить огнестойкость строительной конструкции и уменьшить класс пожароопасности помещения.

Экологичность

Этому пункту уделяется особое внимание в связи с массовым использованием при производстве строительных материалов на основе синтетического сырья. ЦСП плиты состоят только из природных компонентов, и в них нет формальдегидных смол, полистирола и прочих веществ, которые могут служить источниками эмиссии токсичных летучих соединений. Благодаря добавкам-минералам древесная часть плит не будет подвержена гниению, а это поможет сохранить в помещении здоровую атмосферу.

Обработка

Такие плиты легко резать и сверлить, что облегчает и упрощает работу с ней. На поверхность будет хорошо ложиться шпатлевка, и после ее будет легко окрашивать.

Область применения

Применение цементно-стружечной плиты определяется всеми описанными выше свойствами. Особенно ценно то, что качества дополняют друг друга, так как не все материалы сочетают в себе экологичность, прочность, влагостойкость, пожарную безопасность и относительно небольшой вес. Форма материала в виде плит дает еще одно преимущества – технологичность и удобство применения. Использованием ЦСП ускоряет работу, исключает «мокрые процессы», которые требует высокого уровня профессионализма при выполнении и занимают много времени.

Использование таких плит сводится к установочным работам, большие размеры листов дают возможность перекрывать сразу большие площади и упрощать выравнивание плоскостей.

Обшивка перегородок и стен

Плиты цементно-стружечные отлично подходят для обшивки стен, причем и каркасных, и массивных. За счет экологической безопасности это отличный материал для внутренней отделки, а влагостойкость дает возможность использовать их во влажных помещениях и для внешней отделки. Плиты можно фиксировать на кирпичные стены, и такой способ назван «сухой штукатуркой». Облицовка при помощи плит дает возможность без труда получить ровную поверхность. С учетом простоты работ трудоемкость намного ниже, чем при стандартном оштукатуривании. Для этого используют листы с толщиной от 0,85 до 1,2 см.

Это оптимальный вариант материала для каркасного строительства. Дело в том, что технология предусматривает в себе обшивку листами, а это обеспечивает высокую технологичность и экономия времени. Одним из видов в каркасной конструкции будет внутренняя перегородка. ЦСП будет играть роль звукоизолирующего материала, который снизит акустическую связь между помещениями с перегородкой. Для обшивки каркаса потребуются плиты с толщиной до 2 см.

Навесные системы фасада

Одним из естественных способов применения ЦСП – это создание навесного вентилируемого фасада. Такие листы будут служить внешней обшивкой, которая защищает внутренний слой от ветра и влаги. Для вентилируемого фасада важна прочность, пожарная безопасность и устойчивость к влаге материала. ЦСП будет хорошо выдерживать механическую нагрузку, не будет портиться от воды и не загорится. Используют плиты с толщиной до 1,2 см.

Кровля

Часто ЦСП используют при создании плоских кровель. Листы следует укладывать сверху на изоляцию и после закрывать гидроизоляционной мембраной. За счет жесткости плит утеплитель не подвержен сильной нагрузке и по крыше даже можно будет ходить или использовать ее в качестве летнего кафе/зоны отдыха. В зависимости от нагрузок для кровли могут быть использованы плиты с толщиной до 2 см, а иногда и больше.

Полы

Также часто используют цементно-стружечную плиту для пола, так как она прочна при изгибании и влагостойкая. Этот материал идеально подойдет для создания чернового пола, а именно сухой стяжки. Вместо выкладывания слой песчано-цементной смеси на перекрытие, выглаживания и ожидания, лучше на заранее подготовленные маячки произвести укладку плит ЦСП и сразу же получить готовое к отделке основание, которое к тому же будет играть роль теплоизолятора. При выборе толщины обращайте внимание на расчетные нагрузки и плотность материала для утепления. Для черного пола плиты должны быть в толщину не меньше, чем 1.4 см.

Для каркасных строений или при создании пола по лагам следует выбирать более толстые плиты. Подбор толщины будет определен предстоящей нагрузкой и расстоянием. Часто используемая конструкция – плавающий пол, для которой тоже идеально подойдет ЦСП.

Опалубка

Как правило, при монолитном строительстве опалубка – это временная конструкция, которая будет снята после того, как бетон затвердеет. Использование ЦСП дает возможность совмещать подготовку и отделочные работы. Из таких плит получится отличная несъемная опалубка, которая после останется в составе стен, и сразу поможет сформировать ровную поверхность, которая не будет нуждаться в оштукатуривании.

Дорожки в саду

Это последний способ применения цементно-стружечной плиты. Здесь пригодится влагостойкость и прочность материала. Укладку плит следует проводить на песчаную подушку, чтобы создать ровную поверхность, которая не будет окрашена, трескаться и на которой не будет вспучиваний и провалов. Естественно, что для компенсации морозного пучения вам нужно будет подумать про обустройство качественной прослойки дренажа.

Рейтинг

( Пока оценок нет )

0 8 190.

Олег Сомов/ автор статьи

Опытный строитель с более чем 10 летнем стажем Каркасных и Фахверковых домов из клеенного бруса, делюсь опытом с читателями моего сайта, жмите звездочку и делитесь с друзьями, если было полезно!

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

Плита ЦСП: характеристики, применение, размеры

Современное строительство широко применяет цементно-стружечные плиты (ЦСП) для наружной и внутренней отделки. Разбираемся, что представляет собой  материал и как его используют.

Современное строительство невозможно без применения современных строительных и отделочных материалов. В огромном разнообразии композитов, применяемых для отделки, особое место принадлежит плитам из цемента и древесной стружки. Этот материал на базе древесины по многим параметрам выигрывает у остальных стружечных композитов: ОСП, ДСП и другие. Разберемся, в чем специфика ЦСП и для решения каких задач его допустимо применять.

1.1 Плотность

1.2 Масса

1.3 Прочность

1.4 Размеры

2 Где применяется цементно-стружечная плита

3.1 Укладка ЦСП на пол

4 Монтаж плиты ЦСП своими руками. Пошаговая инструкция

5 Советы профессионалов

Что такое плита ЦСП

По своему происхождению ЦСП принадлежит к композитам. Для ее приготовления применяется портландцемент, который смешивается с деревянной щепой с особыми характеристиками. Ее форма в виде длинных тонких игл (при длине в 1-3 см толщина щепы составляет всего 0,2-0,3 мм) обеспечивает отличные эксплуатационные свойства.

Помимо цемента и щепы в смесь для формования плит ЦСП входят:

• Жидкое стекло.
• Сульфат алюминия.
• Мазут или технические масла в небольших количествах.
• Вода (порядка 8 частей из 100).

Добавки придают плите стойкость к развитию плесневых грибков и бактерий. Кроме того, они снижают способность цемента разрушать древесину, повышают пластичность смеси, придают ей стойкость к пламени.

[important]Высококачественные ЦСП представляют собой «сэндвич» из 3 и более слоев. Внешние пласты сделаны из смеси на основе мелкой щепы. Они более гладкие и простые для отделки. Глубинные слои имеют в основе более грубые, крупные щепки, что придает им дополнительную прочность.[/important]

Покрытие плит может шлифоваться для облегчения чистовых работ по отделке. Также существуют разновидности, на внешний слой которых нанесен рельеф, имитирующий кирпичную кладку или фактуру натурального камня.

Помимо декоративных свойств, ЦСП имеют ряд параметров, которые определяют их применимость в той или иной сфере. Рассмотрим их более подробно. Для того чтобы узнать как правильно произвести отделку стен пластиковыми панелями в этой статье.

Плотность

Одна из наиболее важных характеристик. От плотности зависит способность плиты противостоять эксплуатационным нагрузкам, а также ее масса. Чтобы охарактеризовать плотность, обычно указывают, сколько весит 1 куб. м материала. У ЦСП этот параметр колеблется от 1100 до 1400 кг.

Масса

Масса ЦСП напрямую связана с ее плотностью. Она довольно велика, и превышает аналогичные характеристики других композитов на базе древесной стружки в 2 раза и более. Плита с длиной 2,7 м и шириной в 1,25 может весить от 36,5 кг и до 164 кг, в зависимости от толщины. Такая масса усложняет монтаж плит и другие операции с ними (транспортировку, подъем на высокие этажи и т.д). Однако стоит подчеркнуть, что среди всех материалов на основе портландцемента, ЦСП – один из самых легких.

[warning]На вес цементно-стружечной плиты существенно влияет ее влажность. Стандарт допускает колебания этого параметра в пределах 3% от базового (9%), так что одна и та же плита в разных условиях может весить по-разному.[/warning]

Прочность

Плита отлично противостоит сжатию и продольным деформациям. Ее прочностные характеристики вполне позволяют использовать листы ЦСП для упрочнения стен. Однако способность противостоять изгибу и особенно растяжению у этого материала гораздо меньше.

Размеры

ЦСП – сравнительно новый материал. Поэтому число размеров, в которых он выпускается, не слишком велико. Стандартом ширины плит является 1 м 25 см. Длина варьирует в диапазоне от 2 м 70 см до 3 м 20 см. Толщина более разнообразна: существует 7 размеров, из которых наиболее широко используются 1 см, 1,6 см и 2 см. Максимальное же значение толщины достигает 3 см 6 мм.

Где применяется цементно-стружечная плита

Плиты на основе цемента и стружки нашли широкое применение в «сухом» строительстве. Наиболее широко они используются для возведения зданий по каркасной схеме. Этому способствует способность плиты существенно повышать прочность каркаса (при правильном монтаже).

Другая причина высокой популярности ЦСП в высоких показателях безопасности материала. Ни в процессе нормальной эксплуатации, ни при пожаре композит не выделяет вредных летучих веществ. Он не поддерживает горение и не позволяет пламени распространяться по своей поверхности.

Широкое применение материал нашел в малоэтажном (до 3-х включительно) строительстве. Он отлично подходит не только для строительства коттеджей и частных домов, но и для зданий общего пользования: офисов, развлекательных центров, гостиниц, промышленных цехов. Высокая безопасность и экологичность цементно-стружечного композита позволяет использовать его на строительстве детских учреждений, школ, больниц, санаториев.

Еще одна сфера применения цементно-стружечных плит – возведение уличных построек в приусадебном хозяйстве. Хозблоки, бытовки, сараи, погреба, уличные туалеты, выстроенные из ЦСП, служат долгие годы благодаря высокой устойчивости материала к атмосферной влаге, колебаниям температуры, росту бактерий и плесневых грибков.

[warning]Низкая стойкость материала к деформации на изгиб несколько ограничивает его сферу применения. ЦСП либо укладывают на пол (на прочное основание), либо навешивают на каркас в строго отвесном положении. Класть этот материал под углом или использовать для оформления арочных конструкций нельзя![/warning]

Во внутренней отделке плиты на основе цемента и древесной стружки также нашли широкое применение. Из них делают внутренние перегородки, черновые полы, подоконники. Также с помощью ЦСП выравнивают поверхности стен и потолка.

Особенности монтажа

Закреплять плиту на каркасе допускается при помощи саморезов или гвоздей. Подбор крепежа осуществляют так:

• Для саморезов берут толщину от 2,5 мм. Чем более тяжелые листы, тем толще подбираются саморезы. Длина определяется толщиной «пирога», которым обшивают каркас. Перед тем, как вкручивать крепеж, дрелью сверлят отверстия под саморезы.
• Для гвоздей подбор длины и толщины делается по тому же принципу. В дерево должно входить не менее 10 диаметров гвоздя, чтобы обеспечить надежную фиксацию.

[warning]Плита ЦСП весит много, поэтому для надежной фиксации ее на каркасе крайне важно не экономить на крепеже. В таблице показано рекомендованное количество крепежных элементов для различных типоразмеров, а также максимально допустимое расстояние между ними.[/warning]

Лист крепится по периметру, со строгим соблюдением отвесности размещения плиты и частоты установки крепежа. После того, как лист закреплен по периметру, необходимо притянуть его еще и по линии, которая идет посередине высоты плиты (горизонтально). На этой линии допустимо вкручивать саморезы вдвое реже, чем по периметру.

Укладка ЦСП на пол

Если плита применяется для создания чернового пола, технология предполагает размещение системы лаг. На лаги используется брус (его размеры: ширина 5 см, толщина – 8 см). Лаги кладут на основание, предварительно уложив слой звуко- и гидроизоляции. Шаг между лагами – порядка 0,6 м.

Между лагами кладется слой утеплителя. Толщина слоя подбирается так, чтобы после укладки и укрытия гидроизоляционной мембраной слой оказался на пару сантиметров глубже лаг. Такой зазор необходим для организации вентиляции.

На лаги кладут плиту ЦСП (обычно с толщиной в 2 см). Плиту крепят к лагам саморезами, утапливая потайные головки вровень с поверхностью пола. Швы тщательно заделывают с помощью герметика. Поверх плиты уже можно уложить чистовой пол.

Монтаж плиты ЦСП своими руками.

Перед началом монтажа следует составить проект. Он позволит понять сколько листов потребуется укрепить, где у каждого листа будут находиться крепежные элементы, на какие куски придется резать купленную плиту. Перед работой требуется тщательно продумать, как будет удерживаться плита на своем месте до полной фиксации. Поскольку цементно-стружечный композит весьма тяжел, стоит продумать возможность применения подъемных механизмов.

[important] В работе с ЦСП, как никогда, важна каждая пара рук. Поэтому начинать работу одному категорически не рекомендуется. Лучше работать с хотя бы одним помощником.[/important]

Порядок действий таков:

• Ориентируясь на составленный проект, нарезаем плиту на куски нужного размера. Режется цементно-стружечный композит теми же инструментами, что и обычная ДСП, но пилки нужны более твердые.
• На каждом куске сверлим отверстия под саморезы.
• Прикладываем кусок к каркасу, проверив отвесность с помощью уровня.
• Вкручиваем саморезы по углам, затем по периметру и посередине.
• Закрепляем куски один за другим, пока обшивка не будет выполнена. Дальше заделываем швы герметиком или закрываем специальной рейкой.

[warning]В здании ширина шва – не менее 0,4 см, снаружи – не менее 0,8. Иначе стыки начнут трескаться.[/warning]

Остается только покрасить плиту или оштукатурить для нанесения чистовой отделки.

Советы профессионалов

Любое дело лучше получается, если использовать практические наработки. Такой багаж ценных знаний об особенностях выбора и монтажа ЦСП можно приобретать на собственном опыте, но ошибки приведут к задержкам в строительстве и финансовым потерям. Поэтому мы предлагаем посмотреть несколько полезных видеофрагментов, чтобы ознакомиться с опытом профессиональных строителей:

Использование современных отделочных материалов позволяет выполнить строительные работы гораздо быстрее, не разводя лишней грязи и получая в итоге прекрасный результат. Как раз такие возможности предоставляет строителю использование ЦСП.

Однако перед началом работы стоит ознакомиться со всеми особенностями этого материала. Это поможет не ожидать от него невозможного и избежать досадных ошибок в монтаже. Надеемся, что советы, содержащиеся в этой статье, помогут вам в работе!

Солнечные плиты — FSEC®

Солнечная плита — это разновидность солнечного теплового коллектора. Он «собирает» и удерживает тепловую (тепловую) энергию Солнца. Тепло образуется, когда высокочастотный свет (видимый и ультрафиолетовый) преобразуется в низкочастотное инфракрасное излучение. Ультрафиолетовый и видимый свет легко проходят через стекло, однако при попадании на затемненную поверхность преобразуются в длинноволновое инфракрасное излучение (тепло). Стекло (называемое остеклением солнечного коллектора) улавливает эти длинные волны. Например, в солнечный день ваша машина с поднятыми окнами становится солнечным коллектором. Стекло пропускает солнечную энергию, удерживает тепловую энергию, и воздух внутри вашего автомобиля становится горячим. По мере того, как в машину попадает больше света, воздух становится еще горячее, пока мы не скажем, что внутри она похожа на печь!

Солнечные плиты улучшают качество жизни многих людей во всем мире. Солнечные печи были введены в некоторых частях Южной Америки, Африки и Индии. В этих районах женщина обычно тратит почти половину своего рабочего дня на поиски и сбор дров. Кроме того, проблемы с дыханием у детей в этих районах связаны с дымом, образующимся при сжигании некачественной древесины. Использование солнечных плит помогает снизить зависимость от дров. Кроме того, некоторые женщины превратили свои таланты в строительстве плит в бизнес, строя и продавая плиты для получения дополнительного дохода.

Помимо приготовления пищи, солнечные печи можно использовать для очистки воды. Это выгодно для районов, где получение безопасной питьевой воды является проблемой.

Сегодня на рынке представлены три основных типа солнечных плит: коробчатые, с параболическим отражателем и панельные.

Коробчатые плиты

Коробчатые плиты (также известные как коробчатые печи) могут готовить те же продукты, что и в обычной духовке или мультиварке. Как следует из названия, у них есть внутренняя камера («коробка»), хотя она не обязательно должна быть квадратной формы. Они используют отражатели, чтобы сконцентрировать больше солнечного света в коробке, остекление, чтобы позволить солнечному свету проникать в коробку, а затем улавливать тепло, и изоляцию, чтобы удерживать как можно больше тепла. Коммерчески изготовленные коробчатые печи могут нагреваться до 400° в ясный солнечный день. Ящичные печи можно легко изготовить из недорогих или переработанных материалов, и они подходят для строительства классных комнат и приготовления пищи.

Ящик для файлов

Материалы

• Ящик для хранения файлов или другой ящик прибл. 12″ х 15″ х 10″
• Изоляционная плита из пенопласта на основе фольги, ок. 1/2 листа на духовку
• Оргстекло, предварительно нарезанное до размеров 12″ x 15″
• Алюминиевая клейкая лента, 20 футов
• Черная плотная бумага, 12″ x 15″
• Алюминиевая фольга, 18″ x 21″
• Ножницы
• Деревянный дюбель, палочка или карандаш

1. Разрезать изоляционный материал. Для каждой печи требуется:
   • (1 шт.) 12″ x 15″
   • (2 шт.) 12″ x 9 1/2″
   • (2 шт.) 15″ x 9 1/2″
2. Поместите кусок изоляции внутрь коробки на дно
3. Поместите куски изоляции вокруг всех стенок внутри коробки
4. Проклейте все швы: дно, боковые стороны и внутреннюю часть коробки
5. Накройте внутреннюю часть крышки коробки фольгой для отражателя
6. Накройте внутреннюю часть нижней части духовки черной плотной бумагой
7. Поместите глазурь на верхнюю часть печи
8. Прикрепите крышку коробки одним длинным краем к духовке с помощью «петли» из алюминиевой ленты. Стержень или палка используются для регулировки наклона этой крышки, чтобы захватывать больше солнечного света.

Панельные плиты

Панельные плиты могут готовить те же продукты, что и в закрытой кастрюле на плите. Они используют отражатели, чтобы «собрать» большую площадь солнечного света и направить его на черную кастрюлю, помещенную в высокотемпературный мешок для духовки. Воздух внутри мешка, который окружает кастрюлю, является изоляцией, удерживающей тепло. Температура внутри кастрюли панельной плиты может достигать и поддерживать кипение. Панельные плиты легко изготовить в классе из недорогих материалов, их просто использовать для приготовления пищи в ясные солнечные дни.

Eagle Cooker

• PDF-файл страниц шаблона
• 11 Листы бумаги или карточек
• 11 кусочков картона
• Белый клей
• 1 рулон алюминиевой фольги
• 1 рулон клейкой ленты
• 1 Пластиковый пакет для запекания
• 1 Черная кастрюля с крышкой

Инструменты

• Ножницы
• Компьютерный принтер

Этот файл PDF содержит набор страниц, предназначенных для распечатки и переноса на плотный картон. Затем картон разрезается по намеченным линиям и покрывается фольгой. Одиннадцать секций скреплены клейкой лентой. При аккуратном обращении Eagle прослужит четыре и более лет.

1. Распечатайте страницу. Вырежьте по любым пунктирным линиям (из треугольников)

2. Используйте это как шаблон, чтобы вырезать кусок плотного картона.

3. Вырежьте кусок фольги примерно на 3/4 дюйма больше, чем кусок картона.

4. Нанесите клей ПВА на картон.

5. Приклейте фольгу к картону блестящей стороной наружу.

6. Разгладьте фольгу и загните края картона.

7. Оберните все края прозрачной упаковочной лентой.

8. Хорошая работа! Осталось еще десять.

Сборка деталей

Copenhagen Cooker

900 22 14″ x 14″ листовой винил, плакатный картон или лист
• картон (4 штуки на плиту)
• листы майлара — доступны в качестве одеял для кемпинга
• 8-дюймовый квадрат 1/8-дюймовая фанера или другой жесткий материал (также можно использовать металлическую или керамическую пластину диаметром 8 дюймов)
• клей
• губчатые кисти или одноразовые кисти для рисования
• краски для внешней отделки (опционально)
• черная высокотемпературная краска «гриль»
• скрепки или прищепки (по 4 на плиту)

Процедура

1. Распылите краску на одну сторону нижней части (фанера или плотный картон) высокотемпературной краской для гриля.
2. Приклейте майлар к одной стороне винила (или плакатного картона), оставив 3-дюймовый треугольник на одном углу незакрытым (здесь дно будет приклеено к панелям). Проработайте все пузыри, чтобы сделать финиш как можно более гладким. Для этого хорошо подойдет резиновый валик или пластиковая идентификационная карточка. Дайте высохнуть.
3. При желании украсьте другую сторону четырех панелей.
4. Разложите четыре панели так, чтобы открытые углы сходились посередине (см. схему выше). Приклейте нижнюю часть фанеры в центре. Дайте высохнуть.
5. Во время приготовления поднимите четыре панели вверх и закрепите. Угол можно отрегулировать в соответствии с солнечными условиями.

Как готовить в мультиварке Copenhagen

1. Установите мультиварку и поставьте ее лицом к солнцу. Советы по настройке плиты и регулировке угла сторон смотрите в этом видео.
2. Смешайте или приготовьте продукты для приготовления в скороварке в соответствии с рецептом.
3. Положите продукты в черный горшок с крышкой и поместите все блюдо в пакет для запекания при высокой температуре. Плотно запечатайте. Не накрывайте еду/кастрюлю алюминиевой фольгой – она будет отражать солнечный свет от еды.
4. Если у вас нет черной кастрюли, вы можете покрасить внешнюю сторону кастрюли или консервной банки в черный цвет краской, предназначенной для гриля-барбекю.
5. Поставьте кастрюлю в центр плиты. Поднимите стороны и закрепите их так, чтобы солнечный свет отражался на горшке. Периодически проверяйте плиту (каждые 20 минут или около того), чтобы убедиться, что она все еще улавливает солнечный свет, когда солнце движется по небу.
6. Когда еда будет готова, обязательно используйте прихватку, чтобы вынуть кастрюлю. Солнечные плиты могут сильно нагреваться!

Плиты с параболическим отражателем

Плиты с параболическим отражателем производят самые высокие температуры и могут использоваться для жарки или гриля пищи; крышки от кастрюль и кулинарные пакеты не нужны. Параболические плиты используют отражатели для концентрации большого количества солнечного света в одной фокусной точке, где температура может достигать 500°С. В классе плиты параболической формы можно легко сделать из переработанных спутниковых антенн или больших зонтов. Однако температура в фокусе может быть очень высокой. При приготовлении пищи следует соблюдать соответствующие меры безопасности.

Параболическая плита-зонтик

Материалы

• большой зонт (диаметром не менее 120 см)
• майлар (от аварийного «космического» одеяла)
• алюминиевая клейкая лента
• крафт-бумага
• аэрозольный клей или клей ПВА
• ножницы
• ножовка
• держатель для горшка (металлическая подставка для растений, небольшой штатив и т. д.)

Процедура

1. Открытый зонт. Используя крафт-бумагу, сделайте шаблон одной из треугольных секций внутренней части зонта.
2. Используя шаблон, который вы сделали, начертите на майларе достаточно участков, чтобы покрыть внутреннюю часть вашего зонта. Вырежьте секции.
3. Работая на открытом воздухе или в хорошо проветриваемом помещении, прикрепляйте по одной секции к внутренней стороне зонта с помощью аэрозольного клея (распыляя зонт, а затем прикрепляя кусочки майлара). Выдавите как можно больше пузырей и складок. Может помочь резиновый валик или пластиковая карта (кредитная карта, водительские права и т. д.). Если вы используете клей ПВА, разбавляйте клей так, чтобы он легко распределялся кистью.
4. Обклейте внешние края алюминиевой лентой.
5. Проклейте незакрепленные или незакрытые швы между секциями алюминиевой лентой.
6. Чтобы подрезать палку и ручку в центре подставки для горшка, вынесите зонт на улицу в солнечный день. Положите зонт на землю и направьте палку прямо на Солнце. Отметьте место на ручке, где отражение солнечных лучей наибольшее.
7. Отрежьте палку на 3″ ниже отметки (короче). Это позволит вам разместить горшок в фокусе зонта.
8. Во время приготовления пищи ваша плита будет стоять на земле лицом к солнцу. Возможно, вам придется поместить что-то позади плиты, чтобы она была направлена ​​на Солнце.
9. Вы хотите, чтобы дно кастрюли располагалось в фокусе (на 3″ выше верхней части палки), поэтому подставка для растений или штатив должны располагаться на верхней части плиты. Сделайте небольшие надрезы ножницами, чтобы ножки могли пройти через плиту и прочно стоять на земле.

Как готовить на параболической плите

1. Смешайте или приготовьте продукты для приготовления в скороварке в соответствии с рецептом.
2. Расположите плиту так, чтобы лицевая сторона зонта была направлена ​​прямо на Солнце. Расположите подставку для горшка так, чтобы горшок был в центре внимания. Помните, что все, что находится в фокусе вашей плиты, будет очень горячим! Также рекомендуется носить солнцезащитные очки при работе с параболической плитой .
3. Поместите продукты в кастрюлю или сковороду; открытые сковороды можно использовать с параболическими плитами.
4. Поставьте кастрюлю на прихватку. Обязательно следите за своим питанием. Это может гореть с помощью параболической плиты.
5. Для продолжительного приготовления пищи периодически (каждые 10 минут или около того) перемещайте плиту, следуя за движением Солнца по небу.

Кулинарные советы

• (Младшие школьники должны находиться под присмотром и/или помощью родителей.)
• Всегда накрывайте кастрюли крышками, плотно накрывайте полиэтиленовой пленкой или используйте пакеты для выпечки, чтобы избежать образования конденсата на стекле духовки, блокирующего солнечное излучение.
• Температура:
  • В ясный и солнечный день духовка нагревается до 250°F или выше. В эти дни можно приготовить или испечь что угодно.
  • В пасмурный день печь нагревается до 200–250°F. В эти дни можно спокойно готовить мясо, рис, запеченный картофель и замороженные овощи, но запекать не рекомендуется.
• Отрегулируйте время приготовления с учетом более низкой температуры. Эмпирическое правило заключается в том, чтобы вычислить вдвое больше обычного времени приготовления.
• Используйте термометр для мяса вместо таймера, чтобы определить, готова ли еда.
• Любой традиционный рецепт, который подходит для вашей духовки, будет работать в солнечной печи, также рецепты мультиварки особенно подходят для использования в солнечной печи.
• Продукты обычно используют меньше жидкости или готовятся в собственном соку. Это дает лучший вкус и более питательную пищу.
• Продукты никогда не подгорают и редко перевариваются в солнечной печи.
• Продукты, особенно подходящие для занятий в классе, включают: хот-доги, нарезанное и выпеченное печенье, пирожные, рисовые смеси, коктейльные сосиски в соусе барбекю, начос, сморы.
• Несколько конкретных советов по еде:
  • готовить (на пару) желтые и зеленые овощи в темных кастрюлях, чтобы предотвратить изменение цвета
  • уменьшить количество жидкости в рецептах тортов наполовину
  • готовить продукты в их естественном состоянии (например, картофель в мундире и кукурузу в шелухе)
  • рецепты жевательных десертов, таких как пирожные, получаются лучше, чем хрустящие
  Мясо
  • готовится лучше, если его нарезать небольшими кусочками.
• Простые идеи для разогрева и еды
• Хот-доги
• Сырный соус Начо (можно разогревать в банке со снятой крышкой)
• Запеченная фасоль (добавьте кусочки хот-дога для шапочек)
• Идеи для легкой выпечки в духовке
• Нарезать и испечь печенье
• Замороженное тесто для хлеба (дайте подняться в форме, затем выпекайте)
• Замороженная пицца (хорошо подходит пицца с французским хлебом)
• Фасованные рисовые смеси

Рецепты

Следующие рецепты были созданы и подготовлены студентами для приготовления пищи на солнечной энергии в рамках ежегодного конкурса Energy Whiz, проводимого весной в Центре энергетических исследований FSEC.

Итальянский суп для бабушки на свадьбе

Подходит для всех видов плит, а также в солнечную или переменную облачность

1-е место в начальной категории, 2012 г. 0 Нарезанный свежий базилик, орегано, петрушка и чеснок по вкусу Соль и перец по вкусу
20 молодых листьев шпината

Смешайте куриный бульон, фрикадельки, орзо, травы и чеснок в жаровне или аналогичной посуде. Поместите кастрюлю в плиту. Варить 1 1/2 часа. (В параболической плите часто помешивайте и готовьте меньше времени.) Тем временем тщательно промойте листья шпината, обсушите, затем нарежьте тонкими полосками. Добавьте шпинат, соль и перец и варите еще 20 минут (меньше времени для параболика).

Картофельный суп-пюре

Подходит для любых блюд и в солнечную погоду

1-е место в среднем дивизионе, 2013 г.

1 фунт картофеля Юкон (лучше всего поменьше) 2 упаковки предварительно приготовленного бекона, раскрошенного
1 столовая ложка сливочного масла
1 чашки зеленого лука, нарезанного

1 банка (10 1/2 унции) куриного бульона
2 чашки воды
1/2 чашки гранул картофельного пюре быстрого приготовления 2 чашки мелко натертого сыра грюйер 1/2 чайной ложки соли
1/4 чайной ложки перца
2 стакана густых сливок

Запеките картофель в скороварке до готовности (коробочная плита – положите картофель непосредственно в плиту; панельная плита – положите в кастрюлю и высокотемпературный пакет; параболическая – положите в закрытую кастрюлю с 1/4″ воды).

Нарезать небольшими кубиками и отложить в сторону. Растопить сливочное масло, добавить лук и один пакет крошки бекона. Поместите в мультиварку, пока лук не станет мягким. Добавьте куриный бульон и воду, доведите до кипения. Снимите с плиты и постепенно вмешайте картофель быстрого приготовления, перемешивая до однородной массы. Добавьте соль, перец, сыр и запеченный картофель; помешивать. Поместите обратно в плиту, пока сыр не расплавится. Вмешайте сливки. Подавайте, украсив крошками из бекона.

All-American French Cassoulet

Подходит для коробчатых и панельных плит и в солнечную погоду

1-е место в средней школе, 2009 г. кусками 3/4″
1 фунт мяса говяжьих ребер, отрезать кости, нарезать кусочками 3/4″
1 фунт толсто нарезанного копченого бекона с орешком

1 фунт колбасы со вкусом чеснока и трав, нарезать кусочками 1″
1 букет гарни с любыми вашими любимыми свежими травами (команда использовала свежий шалфей и тимьян) 1 чашка виноградных помидоров, разрезанных пополам
1 чашка мелко нарезанной моркови
4–5 измельченных зубчиков чеснока
1 банка говяжьего соуса
Соль для отделки
10–12 домашних кростини для гарнира
Листья шалфея для гарнира

Выложите слоями фасоль, чеснок, гарни, морковь и помидоры. Затем положите все мясо сверху, кроме бекона. Поместите запеканку в солнечную плиту. Готовить в солнечной плите 3 часа. Приготовьте бекон отдельно в солнечной плите, затем слейте воду и нарежьте. При подаче убрать букет гарни. Украсьте каждую тарелку солью, а сверху выложите кассуле. Посыпьте беконом и украсьте кростини на углу каждой тарелки и листом шалфея сбоку.

Запеченная тилапия с соусом из кокоса и кинзы

Подходит для приготовления в коробчатых духовках и в солнечную или переменную облачность

1st Place High School Division, 2013

Рапсовый спрей с маслом
(4) 6 унций кусочков филе тилапии
1/4 чайная ложка кошерной соли, плюс еще немного для приправы 1/2 стакана легкого кокосового молока с пониженным содержанием жира
1/2 стакана листьев кинзы, плюс еще немного для украшения
1 чайная ложка очищенного, нарезанного свежего имбиря
1/2 чайной ложки гарам масала
2 зубчика чеснока
1/2 перца халапеньо, очищенного от семян и нарезанного

Сбрызните форму для запекания масляным спреем. Положите рыбу на сковороду и посыпьте солью и перцем. Смешайте кокосовое молоко и оставшиеся ингредиенты в блендере и взбивайте до получения однородной массы. Вылейте кокосовую смесь на рыбу. Выпекайте, пока рыба не станет непрозрачной в центре, около 15 минут. Украсьте большим количеством кинзы и подавайте. (Примечание: гарам масала — популярная специя из Индии. Ее можно приобрести в специализированных и некоторых продуктовых магазинах.)

Mahi Mahi Soft Tacos

Подходит для параболических плит, а также в солнечную или слегка облачную погоду

1-е место в средней школе, 2012 г.

4 филе махи-махи
2 столовые ложки сливочного масла, растопленного
1 1/2 чашки помидоров , нарезанный
1/4 стакана мелко нарезанного красного лука 1 мелко нарезанный халапеньо
3 измельченных зубчика чеснока
Сок 1/2 лайма
1/2 кочана салата, нарезанного
8 лепешек из муки

Лимонные кексы с клубникой

Подходит для приготовления в коробочках и в солнечную погоду

1/4 стакана размягченного сливочного масла С горкой 1/4 стакана сахара Цедра 1/4 лимона, натертая на терке 1 яйцо

1/2 чайной ложки ванильного экстракта 1 ⁄2 стакана муки
1/2 столовой ложки молока
1/2 стакана нарезанной клубники Взбитые сливки

Ломтики апельсина для украшения

1-е место в начальной группе, 2014

Смешайте масло, сахар и цедру лимона. Хорошо перемешать деревянной ложкой до пышности. Постепенно вбить яйцо и ваниль. Смешайте с мукой, пока не смешано. Добавьте молоко и хорошо перемешайте. Тесто для кексов должно иметь однородную консистенцию. Варить 40 – 45 минут. Дать кексам остыть. Разрежьте капкейки пополам (горизонтально) и поместите ломтики клубники с ложкой взбитых сливок между слоями кекса. Сверху капкейк со взбитыми сливками. Украсить тарелку ломтиками клубники и долькой апельсина. Наслаждаться!

Шоколадной хлебной пудинг

Подходит для коробочных плит, и солнечные или слегка облачные погодные условия

1 -е место в средней школе, 2013

4 Большие несвежие шоколадные кексы, разбитые на мелкие кусочки 2 стакана крем
4 яйца
2 столовые мафты.

6 больших ягод клубники, вымытых и обсушенных 1 чашка растопленного шоколада
Взбитые сливки
1/2 чашки клубничного варенья

1 чайная ложка меда

Включите духовку и дайте ей разогреться. Тем временем в миске слегка взбить яйца и сливки. Смешать с кусочками маффинов и оставить на 30 минут (поставить в холодильник). Смазать маслом сковороду или сбрызнуть кулинарным спреем. Выложите смесь для маффинов в форму. Накройте крышкой и запекайте, пока не схватится в центре (1–1 1/2 часа в зависимости от погоды). Тем временем положите шоколад в небольшую кастрюлю и поставьте в духовку, дайте шоколаду растаять. Окуните клубнику в шоколад. Охладить на вощеной бумаге в холодильнике. Поместите клубничное варенье в другую маленькую кастрюлю, нагрейте в духовке, пока оно не станет жидким. Добавьте воду, перемешайте; добавить мед, перемешать. Перед подачей положите на тарелку немного соуса, сверху положите ломтик хлебного пудинга и украсьте клубникой в ​​шоколаде.

Проектирование солнечных печей для производства биоуглей без загрязнения воздуха

Опубликовано 29 июня 2019 г. 9 июля 2023 г. АвторSusan Kraemer

Солнечный пиролиз отходов обрезки агавы и помидоров: анализ влияния параметров пиролиза на физико-химические свойства Biochar IMAGE@Heidi Villaf ан-Видалес

Древесный уголь может показаться очень низкотехнологичным продуктом, но литиевые батареи, фильтрация воды и суперконденсаторы входят в число его высокотехнологичных конечных применений, и требования для этих различных целей на самом деле очень строгие.

Солнечные исследователи в Мексике изучают различные температуры и скорость нагрева, необходимые для производства различных биоуглей из остатков сельскохозяйственных культур с использованием солнечной печи. Мексика является хорошим кандидатом на замену производства биоугля солнечными технологиями, потому что она имеет как крупный сельскохозяйственный сектор, так и отличные солнечные ресурсы для этой тепловой формы солнечной энергии. (Как работает CSP)

Исследователи сосредоточены на производстве биоугля из растительных остатков двух товарных культур, которые ежегодно производят миллионы тонн отходов в Мексике. Мескаль поставляет алкогольный напиток, такой как текила, и производит отходы агавы. Вторая по величине культура в Мексике — это помидоры, и на каждом томатном растении имеется до трех метров обильных листовых отходов, которые в настоящее время почти не выбрасываются. Оба растительных остатка являются идеальным сырьем для производства биоугля.

Солнечная энергия уменьшит загрязнение от производства биоугля

Прекращение сжигания ископаемого топлива для получения тепла в промышленных процессах станет ключом к обезуглероживанию в будущем. Для производства этих биоуглей требуются очень высокие температуры. В зависимости от конечного продукта, некоторым требуется около 450°C, а другим требуется еще более высокая температура. В исследовательских лабораториях по всему миру разрабатываются солнечные печи и реакторы для получения солнечного топлива, которые могут обеспечивать температуру до 1500°C.

В документе, представленном на конференции SolarPACES в Марокко; Солнечный пиролиз отходов обрезки агавы и томатов: понимание влияния параметров пиролиза на физико-химические свойства биоугля , исследователи из Института возобновляемых источников энергии Национального автономного университета Мексики (IER-UNAM) анализируют процессы солнечного пиролиза для изготовление различных биоуглей.

«В обычном пиролизе для достижения таких высоких уровней температуры используются невозобновляемые ресурсы. Таким образом, это побудило нас предложить солнечный метод производства углеродных материалов с различным конечным использованием с использованием возобновляемых источников энергии и сельскохозяйственных отходов», — отметила соавтор статьи Хайди Вильяфан-Видалес, которая исследует солнечные термохимические процессы в IER-UNAM.

Она сказала, что в Мексике есть важный рынок, ориентированный на сельскохозяйственный сектор; где ежегодно образуется несколько тонн сельскохозяйственных отходов. «Но, к сожалению, нет политики по сокращению выбросов, производимых сельскохозяйственным сектором. Это огромная проблема, потому что традиционная практика увеличивает загрязнение воздуха. Эти отходы просто сжигаются под открытым небом».

Солнечный пиролиз отходов обрезки агавы и помидоров  IMAGE@Heidi Villafán-Vidales

«Хотя солнечный пиролиз не приводит к выбросам парниковых газов», – добавила она; «сам процесс сжигания выделяет газы от сжигания биоотходов, такие как CO, CO2 и Ch5. Поэтому, чтобы иметь технологию с нулевым уровнем выбросов, мы должны внедрить систему, которая позволит нам отделять, хранить и использовать эти газы».

Улавливание углерода возможно, потому что солнечные печи и реакторы предназначены для термохимических процессов, в которых они должны улавливать и отделять каждый конкретный газ для производства солнечного топлива, что, как она отметила, является гораздо более широкой областью исследований по переработке биоотходов; производство солнечного биоугля относительно не изучено. Солнечный пиролиз потенциально может улучшить не только углеродный след, но и экономику производства биоугля, потому что в настоящее время треть урожая сжигается на открытом воздухе для выработки тепла, что сокращает количество производимого биоугля.

У команды был прямой контакт с сельскохозяйственными производителями, поэтому они смогли использовать настоящие образцы. Они были заинтересованы в получении биомассы с высоким содержанием лигнина, потому что это может дать больше всего угля. Вильяфан-Видалес сказал, что у них были предыдущие переговоры с сельскохозяйственными экспертами; «Где нам объяснили, что эти виды отходов почти не используются и представляют собой большую экологическую проблему».

Высокотехнологичные рынки полукокса

В то время как крупнейшим рынком для биоугля является рекультивация почв, команда первоначально сосредоточилась на небольшом рынке с высокой добавленной стоимостью, где требования к угольным или углеродным материалам очень специфичны.

«Наш процесс направлен на производство качественных углей, которые можно было бы использовать в узкоспециализированных приложениях, таких как суперконденсаторы, которые используют уголь в качестве электродов, и его производительность зависит от свойств угля», — пояснила она.

Различные виды конечного использования требуют различных химических и физических свойств. Каждый персонаж должен выполнять определенные характеристики. Например, уголь, используемый для фильтрации или очистки воды и обеззараживания воздуха, должен иметь большую площадь поверхности, поэтому требуется большая пористость и, следовательно, большая площадь поверхности.

В устройствах хранения энергии углеродные материалы используются для изготовления электродов суперконденсаторов, эффективность которых зависит от свойств изготовленных материалов — площади поверхности, состава и структуры пор.

Различные процессы для изготовления каждого типа полукокса

Для создания определенных химических и физических свойств необходимо точно контролировать скорость нагрева и температуру, при которой происходит обжиг. Команда протестировала несколько различных скоростей нагрева и температур от 450°C до 1500°C, чтобы изучить структурные и химические свойства полученных углей и определить, как эти различия влияют на различные области применения.
«Мы хотели проанализировать химические и физические свойства полукокса, чтобы найти правильные рабочие условия — температуру и скорость нагрева — для получения полукокса для различных целей», — пояснила она.

«Обугленные вещества, полученные при температуре от 450°C до 800°C, более полезны для улучшения почвы, водяных и газовых фильтров и суперконденсаторов; так как они имеют больше кислорода, пористость и достаточную электропроводность. Коксы, полученные при температуре выше 900°С, обладают еще большей электропроводностью, меньшей пористостью, меньшим содержанием кислорода и большей гидрофобностью; которые идеально подходят для литиевых или натриевых батарей».

В настоящее время команда оценивает уголь, который, по их мнению, подойдет для этих батарей. Как только их результаты будут получены, «если они сработают, нам будет что показать этим отраслям». Чтобы оценить свои результаты, они характеризуют физические и химические свойства на элементном уровне.

«Элементный анализ — это важный метод, который позволяет определить количество углерода, водорода, азота, кислорода и серы в каждом полукоксе: например, большое количество серы нежелательно, потому что это снижает производительность в некоторых приложениях», — сказала она. отмеченный.
Другим важным параметром является площадь поверхности или доступная площадь, которая связана с пористостью. Этот параметр измеряется методами, которые измеряют, сколько азота поглощает структура угля, и они могут интерпретировать эти измерения, используя несколько моделей.

Практические шаги

Чтобы создать такие высокие температуры, они сфокусировали эквивалент от 2000 до 5000 «солнц» — лабораторный эквивалент зеркальных отражений солнца — на «самодельный» сферический реактор, который они построили из боросиликата, расположен в фокусе солнечной печи исследовательского института мощностью 25 кВт.