儲(chǔ)熱材料新突破!新材料用“海藻”制成 能量密度提高了3倍
近期,英國斯旺西大學(xué)(Swansea University)的SPECIFIC創(chuàng)新和知識(shí)中心(SPECIFIC Innovation and Knowledge Centre)與巴斯大學(xué)(University of Bath)合作,在儲(chǔ)熱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。
據(jù)悉,科學(xué)家們從海藻中提取出了這種新材料,可以儲(chǔ)存熱量供重復(fù)使用。它可以用來捕捉夏季的陽光以備冬季使用,或者用來儲(chǔ)存目前進(jìn)入煙囪的工業(yè)熱量,從而潛在地減少碳排放。據(jù)稱,這種材料易于擴(kuò)展,可以調(diào)整尺寸和形狀,以適應(yīng)多種應(yīng)用。
研究人員指出,這種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。新材料的儲(chǔ)熱效率是該團(tuán)隊(duì)之前開發(fā)的材料的四倍。最新研究成果已于近期發(fā)表在了《材料科學(xué)》雜志上。
具體而言,整個(gè)制造過程從海藻酸鈉在水中的溶解開始。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。
研究人員表示,新的球形珠子擁有更高的鹽容量,能量密度是此前的4倍。因此,新材料可以實(shí)現(xiàn)相同的熱能儲(chǔ)存能力,而體積只有原來的四分之一。
研究人員說,“從各種來源(包括工業(yè)操作和夏季太陽)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)。我們的新型儲(chǔ)熱材料標(biāo)志著在實(shí)現(xiàn)這一潛力方面邁出了重要的一步?!?/span>
“為了探索這項(xiàng)最新技術(shù)的新應(yīng)用,我們正準(zhǔn)備在塔塔鋼鐵位于英國的Trostre鋼鐵廠進(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?!彼麄冄a(bǔ)充道。
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