陈根：从“海藻”中提取的储热新材料能量密度提高了3倍

文/陈根

据《材料科学》杂志发表的最新研究成果显示，英国斯旺西大学的SPECIFIC创新和知识中心与巴斯大学合作，在储热材料研究方面取得了突破性进展，开发了一种新的高效材料——储热效率是该团队之前开发材料的四倍。

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。

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。

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。

“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。