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日本研究人員發(fā)現一種普通材料 可快速儲存并按需釋放余熱能量

2022-04-06 13:58:51cnBeta.COM閱讀量:1722 我要評論


  日本的研究人員表明,一種普通的材料在儲存和釋放熱量方面非常出色,這可能使它在回收工業(yè)廢熱方面發(fā)揮作用。該材料與空氣交換水分,使其能夠快速吸收或釋放熱量。所述材料是一種一種常見的天然分層的氧化錳礦物,它含有鉀離子和結晶水,在能源儲存和作為水解催化劑方面顯示出前景。
 
  在這項新的研究中,東北大學和Rigaku公司的研究人員發(fā)現,這種材料也能很好地用于熱存儲。研究小組將這種材料制成黑色粉末,然后在材料被加熱和冷卻的同時,使用X射線和透射電子顯微鏡來研究其晶體結構。
 
  研究人員發(fā)現,通過一種被稱為水插層的機制,該材料在儲存和釋放熱量方面非常出色。從本質上講,當該材料暴露在足夠的熱量下時,儲存在其內部的水分子獲得能量并被釋放到其周圍的空氣中。這種現在已經脫水的材料有效地儲存了熱能,直到它被潮濕的空氣重新液化,這時它吸收水分子并再次釋放熱量。
 
  這項研究的通訊作者Tetsu Ichitsubo說:"這種'插層'機制,即水分子可逆地插入到一個分層材料中,對于熱存儲是非常有利的。它非常快速、可逆,而且材料的結構保持良好。此外,大氣中的氧氣不會使層狀氧化錳晶體降解,水也不會溶解它。這使得它成為工業(yè)環(huán)境中廢熱再利用的優(yōu)秀候選者。"
 
  在這種情況下,該材料被加熱到200℃(392°F)以引發(fā)脫水,并冷卻到120℃(248°F)以在暴露于潮濕空氣中時釋放其儲存的熱量。該材料的能量密度超過每立方米1000兆焦耳,具有較長的使用壽命,并且可以在幾分鐘內進行蓄能和釋放。
 
  研究人員說,這種材料可以用于捕捉和重新利用工業(yè)生產過程中作為廢熱損失的能量。
 
  該研究發(fā)表在《自然通訊》雜志上。
 
  (原標題:日本研究人員發(fā)現一種普通材料 可快速儲存并按需釋放余熱能量)
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