从“海藻”中提取的储热新材料能量密度提高了3倍
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从“海藻”中提取的储热新材料能量密度提高了3倍

来源:根新未来 2023-06-22 10:59:52

文/陈根

据《材料科学》杂志发表的最新研究成果显示,英国斯旺西大学的SPECIFIC创新和知识中心与巴斯大学合作,在储热材料研究方面取得了突破性进展,开发了一种新的高效材料——储热效率是该团队之前开发材料的四倍。


(相关资料图)

储热材料的基本性能

所谓储热材料,是指能够在热源充足时吸收和储存热能,在需要时释放热能的材料。一般储热材料需要具备以下性能:

首先,储热材料需要具有高热容量和高储热密度,即在吸热时单位体积或单位质量的材料能够储存更大更多的热能。只有这样,才能提高储热的效率以及系统的紧凑性和便携性。

其次,储热材料中的相变温度应与实际应用需求相匹配。所谓相变温度,是指材料在吸热或释热过程中发生相变的温度。通过控制相变温度,可以在需要时释放热能,并在热源恢复时重新吸收热能。

再则,储热材料应具备良好的热稳定性和可逆性,即能够多次循环地储热和释热,并在此过程中保持其性能不发生明显变化或衰减。这是确保储热材料长期可靠运行的重要因素。

源自海藻的新材料

储热材料的最新研发成果,是科学家们从海藻中提取出的新材料。该材料可以用来捕捉夏季的阳光以备冬季使用;而且,易于扩展,可以能够通过调整尺寸和形状,以适应多种应用。

据研究人员介绍,这种新材料是以海藻酸盐制成的小珠子的形式存在的。海藻酸盐是一种廉价、丰富且无毒的海藻衍生物。

新材料的整个制造过程是从海藻酸钠在水中的溶解开始;然后在此基础上,加入膨胀石墨,再选择凝胶化方法:第一种方法是通过将溶液转移到模具中冷冻来实现的。在- 20°C下保存两个多小时后,“小珠子”形成并转移到饱和氯化钙溶液中。第二种方法使用滴注技术,将混合物滴入非化学钙盐中,在接触时产生凝胶。最后,合成的珠子会被过滤并在120°C下干燥。与该团此前研发的储热材料相比,两种方法生产的藻酸盐基珠在储热能力方面都有显著的提高。

“新的球形珠子拥有更高的盐容量,能量密度是此前的4倍。而且该方案从各种来源回收和储存浪费的热量,为寻求可持续和负担得起的能源提供了一个令人兴奋的机会。”研究人员表示。而为了探索这项最新技术的新应用,研究团队正准备在钢铁厂中进行试验,研究从工业过程中捕获废热供其他地方使用的方法。

原文标题:陈根:从“海藻”中提取的储热新材料能量密度提高了3倍

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