近日，英国斯旺西大学（Swansea University）的SPECIFIC创新和知识中心与巴斯大学（University of Bath）合作，在储热研究方面取得了突破性进展。研究人员从海藻中提取出了一种以海藻酸盐制成的小珠子的形式存在的高效储热材料，这种材料拥有更高的盐容量，能量密度也更高，且材料易于扩展，可以调整尺寸和形状，与其他相似材料相比仅需四分之一的体积就可以实现相同的热能储存能力。相关研究成果发表在了《材料科学》杂志上。

储热材料的基本性能

所谓储热材料，是指能够在热源充足时吸收和储存热能，在需要时释放热能的材料。一般储热材料需要具备以下性能：

首先，储热材料需要具有高热容量和高储热密度，即在吸热时单位体积或单位质量的材料能够储存更大更多的热能。只有这样，才能提高储热的效率以及系统的紧凑性和便携性。

其次，储热材料中的相变温度应与实际应用需求相匹配。所谓相变温度，是指材料在吸热或释热过程中发生相变的温度。通过控制相变温度，可以在需要时释放热能，并在热源恢复时重新吸收热能。

再则，储热材料应具备良好的热稳定性和可逆性，即能够多次循环地储热和释热，并在此过程中保持其性能不发生明显变化或衰减。这是确保储热材料长期可靠运行的重要因素。

源自海藻的新材料

储热材料的最新研发成果，是科学家们从海藻中提取出的新材料。该材料可以用来捕捉夏季的阳光以备冬季使用；而且，易于扩展，可以能够通过调整尺寸和形状，以适应多种应用。

炼钢试验用海藻蓄热材料组

杰克·雷诺兹(Jack Reynolds)领导了这项研究，作为他在斯旺西大学(Swansea University)攻读博士学位的一部分，他说:“从各种来源(包括工业运营和夏季太阳)回收和储存否则会浪费的热量的能力，为寻求可持续和负担得起的能源资源提供了一个令人兴奋的机会。我们的新储热材料标志着在实现这一潜力方面迈出了重要的一步。”

黄邦贤埃尔文斯，高级技术转让研究员和合著者报纸在讨论新珠子的开发时，他说:“为了探索这项最新技术的新应用，我们正准备在英国塔塔钢铁公司的Trostre steelworks进行一项试验，以研究从工业过程中捕捉废热并用于其他地方的方法。”

据研究人员介绍，这种新材料是以海藻酸盐制成的小珠子的形式存在的。海藻酸盐是一种廉价、丰富且无毒的海藻衍生物。可以通过将溶液转移到模具中，冷冻它们，然后将它们转移到饱和氯化钙溶液中来制造珠子。或者使用滴铸技术，将混合物滴入热化学钙盐中，在接触时引起凝胶化。一旦足够的盐扩散到珠子中，它们就被过滤和干燥。

新材料的整个制造过程是从海藻酸钠在水中的溶解开始；然后在此基础上，加入膨胀石墨，再选择凝胶化方法：第一种方法是通过将溶液转移到模具中冷冻来实现的。在- 20°C下保存两个多小时后，“小珠子”形成并转移到饱和氯化钙溶液中。第二种方法使用滴注技术，将混合物滴入非化学钙盐中，在接触时产生凝胶。最后，合成的珠子会被过滤并在120°C下干燥。与该团此前研发的储热材料相比，两种方法生产的藻酸盐基珠在储热能力方面都有显著的提高。

雷诺兹说:“这些珠子由80%的氯化钙盐组成，这是一种热活性物质。当我们将含有水的湿气流应用于珠子时，会发生反应，形成水合盐，并释放出热能。相反，当我们从工业废热等物质中吸收热能时，化学键就会分解，释放出水，这就是我们为下一次循环储存热能的时候。”

该团队报告说，增加的盐容量有助于实现比以前开发的蛭石材料高四倍的能量密度。这得益于保持良好气流的固定床中的高效填料。

即将到来的工业试验将着眼于收集更多信息，了解这种材料可以使用多少次，以及这种材料可以充电的最高温度。

“新的球形珠子拥有更高的盐容量，能量密度是此前的4倍。而且该方案从各种来源回收和储存浪费的热量，为寻求可持续和负担得起的能源提供了一个令人兴奋的机会。”研究人员表示。而为了探索这项最新技术的新应用，研究团队正准备在钢铁厂中进行试验，研究从工业过程中捕获废热供其他地方使用的方法。

这项工作是斯旺西的Specific计划(致力于扩大能源技术的规模并使其商业化)、其专注于功能性工业涂层的涂层M2a博士培训中心和英国巴斯大学之间合作的一部分。

作者：贤集网—小呆看世界

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