科学探索|日本研究人员发现一种普通材料可快速储存并按需释放余热能量日本研究人员发现一种普通材

日本的研究人员表明，一种普通的材料在储存和释放热量方面非常出色，这可能使它在回收工业废热方面发挥作用。该材料与空气交换水分，使其能够快速吸收或释放热量。所述材料是一种一种常见的天然分层的氧化锰矿物，它含有钾离子和结晶水，在能源储存和作为水解催化剂方面显示出前景。
在这项新的研究中，东北大学和Rigaku公司的研究人员发现，这种材料也能很好地用于热存储。研究小组将这种材料制成黑色粉末，然后在材料被加热和冷却的同时，使用X射线和透射电子显微镜来研究其晶体结构。
【科学探索|日本研究人员发现一种普通材料可快速储存并按需释放余热能量】

文章图片

研究人员发现，通过一种被称为水插层的机制，该材料在储存和释放热量方面非常出色。从本质上讲，当该材料暴露在足够的热量下时，储存在其内部的水分子获得能量并被释放到其周围的空气中。这种现在已经脱水的材料有效地储存了热能，直到它被潮湿的空气重新液化，这时它吸收水分子并再次释放热量。
这项研究的通讯作者Tetsu Ichitsubo说："这种'插层'机制，即水分子可逆地插入到一个分层材料中，对于热存储是非常有利的。它非常快速、可逆，而且材料的结构保持良好。此外，大气中的氧气不会使层状氧化锰晶体降解，水也不会溶解它。这使得它成为工业环境中废热再利用的优秀候选者。"
在这种情况下，该材料被加热到200℃（392°F）以引发脱水，并冷却到120℃（248°F）以在暴露于潮湿空气中时释放其储存的热量。该材料的能量密度超过每立方米1000兆焦耳，具有较长的使用寿命，并且可以在几分钟内进行蓄能和释放。
研究人员说，这种材料可以用于捕捉和重新利用工业生产过程中作为废热损失的能量。
该研究发表在《自然通讯》杂志上。

科学探索|日本研究人员发现一种普通材料 可快速储存并按需释放余热能量

科学探索|日本研究人员发现一种普通材料可快速储存并按需释放余热能量