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中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:麻省理工學(xué)院的科學(xué)家們新研發(fā)了一種化學(xué)合成材料,可以從太陽(yáng)和其它來(lái)源吸收熱能、儲(chǔ)存熱能,并在光照下按需釋放熱能。這種相變材料(PCM)由脂肪酸和有機(jī)化合物混合而來(lái),未來(lái)可應(yīng)用于太陽(yáng)能廚灶,在白天吸收太陽(yáng)熱能,夜晚則在一定條件下釋放熱能

2017-11-28 13:43:50 · 騰訊數(shù)碼   閱讀:259
中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:麻省理工學(xué)院的科學(xué)家們新研發(fā)了一種化學(xué)合成材料,可以從太陽(yáng)和其它來(lái)源吸收熱能、儲(chǔ)存熱能,并在光照下按需釋放熱能。這種相變材料(PCM)由脂肪酸和有機(jī)化合物混合而來(lái),未來(lái)可應(yīng)用于太陽(yáng)能廚灶,在白天吸收太陽(yáng)熱能,夜晚則在一定條件下釋放熱能

中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:麻省理工學(xué)院的科學(xué)家們新研發(fā)了一種化學(xué)合成材料,可以從太陽(yáng)和其它來(lái)源吸收熱能、儲(chǔ)存熱能,并在光照下按需釋放熱能。這種相變材料(PCM)由脂肪酸和有機(jī)化合物混合而來(lái),未來(lái)可應(yīng)用于太陽(yáng)能廚灶,在白天吸收太陽(yáng)熱能,夜晚則在一定條件下釋放熱能。

相變材料最吸引科學(xué)家和工程師的地方,在于其應(yīng)用范圍極廣,這種材料可在固液態(tài)相互轉(zhuǎn)換的過(guò)程中,吸收或釋放大量熱能。這種材料已經(jīng)用于研發(fā)建筑物控溫、“熱能電池”,甚至可以用在上班途中保溫你的咖啡。

用相變材料消耗熱能的原理非常簡(jiǎn)單。舉個(gè)例子,冰融化的時(shí)候,一般要消耗大量熱能才能變?yōu)橐后w。因此在稍溫暖的日子里,雪也不會(huì)很快融化;冰鎮(zhèn)飲料時(shí),冰塊要比冷藏箱里的不銹鋼容器來(lái)得高效。

研究的難點(diǎn),在于讓蠟、脂肪酸、熔融鹽這類(lèi)相變材料,在一定溫度下改變它們的性狀,長(zhǎng)時(shí)間保持液態(tài),并按需求釋放熱能。要長(zhǎng)時(shí)間保持液態(tài),就需要隔熱;要按需釋放熱能,就需要一種對(duì)催化劑十分敏感的相變材料。然而一般而言,一旦相變材料開(kāi)始釋放熱能,很快就會(huì)從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)。

由博士后Grace Han、Huashan Li和Jeffrey Grossman教授帶隊(duì)的研究團(tuán)隊(duì),將小分子當(dāng)做光觸發(fā)物引入了傳統(tǒng)相變材料中。在研究中,他們將脂肪酸十三酸與偶氮苯摻雜劑、十三酸甲酯酯基混合。

這種混合材料加熱即液化,但當(dāng)其暴露在紫外線下時(shí),即使再次冷卻下來(lái),也還能維持液態(tài)。這種材料的大部分熱能,都能以每克200焦耳的量存儲(chǔ)起來(lái),這在有機(jī)相變材料中,算儲(chǔ)存能力較強(qiáng)的。而當(dāng)其暴露在另一種光線下時(shí),就會(huì)固化,釋放熱能。

也就是說(shuō),這種材料可用作化學(xué)熱能“電池”,可按需釋放和存儲(chǔ)能量。另外,這種相變材料可以存儲(chǔ)熱能長(zhǎng)達(dá)10小時(shí),研究人員認(rèn)為這一時(shí)間還能延長(zhǎng)。

雖然這種相變材料可以適應(yīng)變化區(qū)間為10℃的溫度,但目前它還處于概念驗(yàn)證階段。未來(lái),這種材料可能不止應(yīng)用于太陽(yáng)能炊具,還可用于烘干,甚至存儲(chǔ)工廠、汽車(chē)制造的熱能,在需要時(shí)再釋放。

這篇研究已發(fā)表于期刊《Nature Communications》,有興趣者不妨去一探究竟。

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