沸石可以作为优秀的能量储存材料
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发布时间：2023-03-18 22:04
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时间：2023-12-04 21:25
现在，德国德累斯顿弗劳恩霍夫研究所的一组研究人员表示，他们只需一步就将沸石的热导率提高了一倍，他们的目标是进一步帮助减少加热和冷却的能源消耗。 在德国，弗劳恩霍夫研究公告称，最终能源消耗的 55% 用于加热和冷却——但大量热量散失，因为它不是按需要产生的。安装在屋顶的太阳能集热器可用于加热水，但需要大量的水，并且尽管绝缘良好，但热量会随着时间的推移而流失。
相比之下，热化学储存可以储存夏天产生的热能，直到冬天。与水不同，沸石不直接储存热量——相反，热量会带走储存在材料中的水。在其充满活力的状态下，沸石是完全干燥的，但当水蒸气通过时，它们会释放热量。因为热能是通过化学方式储存的，所以在长期储存过程中不会流失。
然而，导热性差使得难以将热量从热交换器传递到材料并再次传递回来。弗劳恩霍夫有机电子、电子束和等离子体技术 FEP 研究所的团队通过 ZeoMet 项目解决了这个问题。
“我们用铝包覆了沸石颗粒，”项目经理 Heidrun Klostermann 博士说。“在第一次尝试后，这使热导率增加了一倍，而不会对水的吸附和解吸产生负面影响。我们目前的目标是通过调整涂层将其增加五到十倍。”
研究公告称，这构成了“相当大的挑战”。对于一升直径为5mm的颗粒，大约10,000个必须均匀地涂上铝。对于 1mm 的粒度，这相当于 1m 颗粒，总表面积为 3.6m 2。
“颗粒越小，这个过程就越具有挑战性，”公告说。然而，较小的晶粒会增加蓄热系统的比功率密度。为了获得足够的导热性，涂层必须有几十微米厚——对于真空涂层工艺，这比正常情况要厚得多。
为了应对这些挑战，研究人员研究了热蒸发，其中铝线在真空中连续供应到加热的陶瓷板上。然后铝蒸发，并沉积在颗粒上。颗粒必须在桶中连续循环，以便均匀覆盖。 研究人员说，沸石还可以为家庭使用提供冷却，与太阳能收集器一起使用或用于移动应用。例如，在商用车辆中，动力系统的热量损失可作为热化学循环的一部分用于空调。
该团队现在希望加强与来自研究和工业的材料开发人员和系统工程师的联系，以开发灵活加热和冷却的解决方案。
