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                湖南省長沙市中南大學資源循環研究院

              一種普通材料可快速儲存并按需釋放余熱能量

              來源:  發布時間:2022年04月07日 作者:

              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廢熱方面發揮作用。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,研究人員發現,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??焖?、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。這使得它成為工業環境中廢熱再利用的優秀候選者。

              在這種情況下,該材料被加熱到200℃392°F)以引發脫水,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生產過程中作為廢熱損失的能量。




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