התפתחות שלחומרים עקשןבתחום האנרגיה החדשה לא בא לידי ביטוי רק ביכולתם לשפר את היציבות התרמית ולהרחיב את חיי השירות של ציוד, אלא גם בתפקידם הכרחיים בהנעת היעילות והקיימות של טכנולוגיות אנרגיה מתעוררות. חומרים אלה הפכו לאבן יסוד במגזרי אנרגיה חדשים שונים, כולל ייצור חשמל סולארי, תאי דלק ואפילו שדות מתעוררים כמו מערכות ייצור מימן ואחסון אנרגיה, בגלל התכונות הייחודיות שלהם המספקות תנאים תפעוליים קיצוניים.
בייצור כוח סולארי, ההסתמכות עלחומרים עקשןמשתרע מעבר לאספנים סולאריים בטמפרטורה גבוהה. מפעלי כוח סולארי מרוכזים (CSP), המשתמשים במראות כדי למקד את אור השמש ולייצר חום של עד 1,000 מעלות, תלויים רבות במצעים עקשן מתקדמים במחליפי החום ובמיכלי האחסון שלהם. חומרים אלה לא רק עומדים בחשיפה ממושכת לטמפרטורות קיצוניות, אלא גם שומרים על שלמות מבנית, מבטיחים העברת חום עקבית ומזעור אובדן אנרגיה. בנוסף, בייצור פאנלים סולאריים, חומרים עקשן ממלאים תפקיד קריטי בתהליך החישול של פליקי הסיליקון. במהלך שלב זה, הפלים מחוממים לטמפרטורות גבוהות כדי לשפר את המוליכות החשמלית שלהם, וכורכיות ותנורים עקשן מונעים זיהום ועיוות, ומשפיעים ישירות על היעילות של תאי השמש הסופיים.
תחום תאי הדלק מציג זירה נוספת בה חומרים עקשן מאירה. תאי דלק ממברנה של פרוטון חילופי פרוטון (PEMFCS) ותאי דלק תחמוצת מוצקים (SOFCs) פועלים בתנאים קשים משתנים, למשל, מתפקדים בטמפרטורות שבין 600 מעלות ל -1,000 מעלות, הדורשים חומרים המתנגדים לזעזוע תרמי וקורוזיה כימית מימן ותוצרי ליפורד דלק אחרים. ציפויים עקשן המופעלים על צלחות דו קוטביות ב- PEMFCs, למשל, מונעות חמצון והשפלות, מבטיחים העברת אלקטרונים יעילה והרחבת חייו של התא מאלפים שניים ליותר מ -10,000 שעות, אבן דרך מרכזית לכדאיות מסחרית.
מעבר לתאי השמש והדלק, חומרים עקשן צוברים מתיחה בייצור מימן, במיוחד באלקטרוליזרים וברפורמיסטים של מתאן קיטור. אלקטרוליזרים, המפצלים מים למימן וחמצן באמצעות חשמל, מייצרים טמפרטורות גבוהות וסביבות קורוזיביות הדורשות רכיבים עקשן כדי למנוע השפלה של אלקטרודה. באופן דומה, רפורמיסטים של מתאן קיטור, מקור ראשוני למימן תעשייתי, מסתמכים על ציפוי עקשן כדי לעמוד בטמפרטורות העולות על 800 מעלות תוך התנגדות להשפעות המאכלות של קיטור ופחמן דו חמצני.
הדרישות המתפתחות של טכנולוגיות אנרגיה חדשות דרבן חדשנות בפיתוח חומרים עקשן. ננו -טכנולוגיה, למשל, אפשרה יצירת עקרונות ננו -קומפוזיטים עם מוליכות תרמית משופרת וקשיחות שבר. על ידי שילוב חלקיקים ננו כמו אלומינה או זירקוניה, חומרים אלה מראים עמידות מעולה להלם תרמי בהשוואה לעמיתים מסורתיים. קרמיקה הנגזרת על ידי ביומסה, מגמה מתעוררת נוספת, מציעה אלטרנטיבה בת-קיימא, תוך שימוש בפסולת חקלאית לייצור לבנים עקשן עם עקבות פחמן נמוכות, המתאימה לאתוס ידידותי לסביבה של תחום האנרגיה החדש.
במבט קדימה, התפתחות שלחומרים עקשןבאנרגיה חדשה תתמקד בשלושה כיווני מפתח: עיצובים קלים להפחתת צריכת האנרגיה בציוד, תכונות רב פונקציונליות (כגון שילוב בידוד חום עם מוליכות חשמלית) ושיפור המחזור. כטכנולוגיות אנרגיה חדשות בקנה מידה בין חוות סולאריות בקנה מידה של ג'יגה-וואט לתדלוק מימן תדלוק חומרים מעכבי רשתות יישארו אינטגרליים, ויגשר בין הפער בין דרישות תפעוליות קיצוניות לביצועים ארוכי טווח, חסכוניים.
