鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1219次 | 2021年11月13日
科學(xué)家發(fā)明存儲(chǔ)熱能的“電池” 可按需求釋放熱能
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),就要隔熱;要按需釋放熱能,就要一種對(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GraceHan、HuashanLi和JeffreyGrossman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。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
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)廠、汽車制造的熱能,在要時(shí)再釋放。
這篇研究已發(fā)表于期刊《NatureCommunications》,有興趣者不妨去一探究竟。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備