文/陳根

【資料圖】

據(jù)《材料科學(xué)》雜志發(fā)表的最新研究成果顯示，英國斯旺西大學(xué)的SPECIFIC創(chuàng)新和知識(shí)中心與巴斯大學(xué)合作，在儲(chǔ)熱材料研究方面取得了突破性進(jìn)展，開發(fā)了一種新的高效材料——儲(chǔ)熱效率是該團(tuán)隊(duì)之前開發(fā)材料的四倍。

儲(chǔ)熱材料的基本性能

所謂儲(chǔ)熱材料，是指能夠在熱源充足時(shí)吸收和儲(chǔ)存熱能，在需要時(shí)釋放熱能的材料。一般儲(chǔ)熱材料需要具備以下性能：

首先，儲(chǔ)熱材料需要具有高熱容量和高儲(chǔ)熱密度，即在吸熱時(shí)單位體積或單位質(zhì)量的材料能夠儲(chǔ)存更大更多的熱能。只有這樣，才能提高儲(chǔ)熱的效率以及系統(tǒng)的緊湊性和便攜性。

其次，儲(chǔ)熱材料中的相變溫度應(yīng)與實(shí)際應(yīng)用需求相匹配。所謂相變溫度，是指材料在吸熱或釋熱過程中發(fā)生相變的溫度。通過控制相變溫度，可以在需要時(shí)釋放熱能，并在熱源恢復(fù)時(shí)重新吸收熱能。

再則，儲(chǔ)熱材料應(yīng)具備良好的熱穩(wěn)定性和可逆性，即能夠多次循環(huán)地儲(chǔ)熱和釋熱，并在此過程中保持其性能不發(fā)生明顯變化或衰減。這是確保儲(chǔ)熱材料長期可靠運(yùn)行的重要因素。

源自海藻的新材料

儲(chǔ)熱材料的最新研發(fā)成果，是科學(xué)家們從海藻中提取出的新材料。該材料可以用來捕捉夏季的陽光以備冬季使用；而且，易于擴(kuò)展，可以能夠通過調(diào)整尺寸和形狀，以適應(yīng)多種應(yīng)用。

據(jù)研究人員介紹，這種新材料是以海藻酸鹽制成的小珠子的形式存在的。海藻酸鹽是一種廉價(jià)、豐富且無毒的海藻衍生物。

新材料的整個(gè)制造過程是從海藻酸鈉在水中的溶解開始；然后在此基礎(chǔ)上，加入膨脹石墨，再選擇凝膠化方法：第一種方法是通過將溶液轉(zhuǎn)移到模具中冷凍來實(shí)現(xiàn)的。在- 20°C下保存兩個(gè)多小時(shí)后，“小珠子”形成并轉(zhuǎn)移到飽和氯化鈣溶液中。第二種方法使用滴注技術(shù)，將混合物滴入非化學(xué)鈣鹽中，在接觸時(shí)產(chǎn)生凝膠。最后，合成的珠子會(huì)被過濾并在120°C下干燥。與該團(tuán)此前研發(fā)的儲(chǔ)熱材料相比，兩種方法生產(chǎn)的藻酸鹽基珠在儲(chǔ)熱能力方面都有顯著的提高。

“新的球形珠子擁有更高的鹽容量，能量密度是此前的4倍。而且該方案從各種來源回收和儲(chǔ)存浪費(fèi)的熱量，為尋求可持續(xù)和負(fù)擔(dān)得起的能源提供了一個(gè)令人興奮的機(jī)會(huì)?！毖芯咳藛T表示。而為了探索這項(xiàng)最新技術(shù)的新應(yīng)用，研究團(tuán)隊(duì)正準(zhǔn)備在鋼鐵廠中進(jìn)行試驗(yàn)，研究從工業(yè)過程中捕獲廢熱供其他地方使用的方法。

原文標(biāo)題?:?陳根：從“海藻”中提取的儲(chǔ)熱新材料能量密度提高了3倍