Для установки следующего поколения концентрационных солнечных электростанций (CSP) требуется высокотемпературная жидкость, например, расплавленная соль, температура которой достигает 550-750 градусов Цельсия. Она используется для хранения тепла и выработки электроэнергии. Однако при такой высокой температуре расплавленная соль отделяется от обычных сплавов, используемых в теплообменниках, трубопроводах и хранилищах систем CSP. Новые исследования при Национальной лаборатории возобновляемой энергии Министерства энергетики США (NREL) направлены на снижение уровня коррозии на заводах CSP с использованием никелевых покрытий.
Солнечные тепловые заводы с недорогим тепловым хранилищем позволяют обеспечить электроэнергией всякий раз, когда это необходимо, что помогает поддерживать надежность сети. Расплавленная соль обычно используется в качестве теплоносителя, а также для хранения тепловой энергии, поскольку она способна удерживать собранное солнечное тепло в течение многих часов.
Для коммерческого использования смесей из расплавленной соли, содержащих хлорид натрия, хлорид калия и хлорид магния, скорость коррозии в резервуарах для хранения должна быть менее 20 микрометров в год, так что концентрационная солнечная электростанция может прослужить около 30 лет.
Сплавы из нержавеющей стали, прошедшие испытания в расплавленном хлориде, корродировали со скоростью 4500 микрометров в год. Но существует реальное решение этой проблемы. Одно из покрытий с химической формулой NiCoCrAlYTa показало отличную устойчивость к коррозии. Оно ограничивало скорость коррозии до 190 микрометров в год, что показывает уменьшение коррозии на 96% в сравнении с непокрытой сталью. Это конкретное покрытие предварительно окислялось в течение 24-часового периода, в течение которого был сформирован однородный и плотный слой оксида алюминия, который служил для дальнейшей защиты нержавеющей стали от коррозии.
По мнению ученых, использование защиты поверхности для уменьшения коррозии при контакте с расплавленными солями, которые подвержены воздействию хлорсодержащих паров, очень перспективно. Однако скорость коррозии у солнечных концентрационных электростанций остается высокой.
Дополнительные испытания потребуют оценки покрытий при термическом циклировании и введения кислородсодержащих атмосфер для повышения окислительного потенциала систем. Добавление кислорода обеспечивает образование защитных чешуек, которые могли бы защитить поверхность.