通过运行比目前设计温度更高的太阳能热发电示范项目，例如温度高于565摄氏度的CSP电站，可以提高工厂效率，从而降低发电成本。下一代的CSP工厂设想使用一种既能在高温又能在高压下运行的新型涡轮系统。能源部门目前的目标是开发峰值温度在750摄氏度以上的CSP工厂。因此，为下一代CSP厂开发的关键部件之一——高效紧凑式换热器。换热器将热量从任何用来储存太阳能量的介质(如熔盐)输送到可压缩流体，如气体或超临界流体，如超临界CO2(S-CO2)，且换热器必须使用比钢更高强度的温度和压力。

考虑到高压和高温，从成本角度看，使用通道小的换热器是有利的，这样高压流体(如超临界CO2(S-CO 2)对通道壁面上的总应力较小。在总应力较小的情况下，可以使用最小数量的材料，即毫米厚的材料来承受高压，从而减少换热器所需材料的总量，使整个换热器易于制造。

为此，在下一代CSP装置中，航烨能源使用印刷电路板式换热器(PCHEs)将原熔盐中的热能转移到二氧化硅上。PCHE含有许多小的毫米尺度的通道，通常被机加工或化学蚀刻成单板，然后堆放焊接在一起(见图1)。

图1. 典型印刷电路板式换热器(PCHEs)堆叠结构

目前，由于金属合金的临界限制，能够在温度高于700℃时将熔盐有效地传热到SCO 2的PCHEs无法在商业上使用。目前用不锈钢制成的PCHEs，温度限制为550℃，成本超过0.7元/W，而典型换热器的成本通常低于0.3元/W。使用强度更高、温度较高的镍基超合金将导致成本大幅增加，从而抵消使用较高温度回收器所带来的最大成本降低。因此，能够在高于750℃的高压SCO2中工作的低成本PCHEs仍有待开发，

航烨能源企业设立初心就是降低印刷电路板式换热器(PCHEs)设备价格，推动市场实现高效换热升级迭代。而提高印刷电路板式换热器(PCHEs)的性能和可靠性，是企业研发人员倍加关注的另一重点之一。我们发现基于一种坚固的陶瓷/耐火金属复合材料(即金属陶瓷)，该专利金属陶瓷是由普渡大学的KenSandhage教授领导的合作者制造的碳化锆和钨(ZRC/W)。ZRC/w金属陶瓷具有一种独特的、非常吸引人的高温性能组合，可作为PCHEs基材使用，这种材料可以通过一种新颖的低成本成型和净形状/尺寸的反应转化工艺来制备，ZRC和W都是很难单独形成的材料。然而，在Sandhage教授的团队中发明和开发的新工艺克服了这一缺点，即形成了另一种易于形成且价格低廉的材料，形成了所需的第四形态。一旦形成，零件就暴露在液态金属中，而液态金属会导致化学反应发生，令人惊奇的是，原来的形状被保留了下来。在反应过程中，原料被转化为ZRC/w，用这种巧妙的方式，难以形成，高强度材料可以廉价地制成复杂的形状，如PCHE所需的板片。

图2. 陶瓷/耐火金属复合材料作PCHE基材