日本研發(fā)出以水為主要成分的新型蓄熱材料
更新時間：2024/11/28 9:07:12 來源：新華社
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日本研究人員利用以水為主要成分的熱敏性高分子凝膠研發(fā)出一種新型蓄熱材料。利用這種材料儲蓄60攝氏度以下的低溫熱量,，其蓄熱密度可高達每升562千焦,。
三菱電機公司和東京科學大學日前聯(lián)合發(fā)布公報介紹，工廠,、汽車,、辦公樓等排放的低溫廢熱值得有效利用，但通常蓄熱溫度越低,，蓄熱密度也越低,，迄今鮮有可以高密度儲蓄低溫熱量的蓄熱材料問世。
本項研究中,，研究人員模仿主要成分為水的生命體細胞質內的大分子擁擠環(huán)境,，開發(fā)出新型蓄熱材料，其原料是以水為主要成分的熱敏性高分子凝膠,。
以往研究顯示，在大分子擁擠環(huán)境下,，水分子會被封閉在大分子之間的狹窄空間內,，其排列就會被打亂，而水分子的特性是排列越亂,，能量越高,。研究人員因此推測，如果可以控制大分子擁擠環(huán)境,，就有可能控制水分子能量的高低,，從而提高其蓄熱密度。
借助三菱電機自主研發(fā)的分子模擬技術,，研究團隊設計并成功研發(fā)了大分子濃度高,、擁擠環(huán)境可通過溫度控制的熱敏性高分子凝膠。這種凝膠在放熱時呈現(xiàn)親水性,，水分子排列在高分子凝膠內部,。一旦加熱這種凝膠，它就會轉變成疏水性,，高分子鏈收縮,，內部形成擁擠環(huán)境,，水分子排列結構就會被打亂，能量得以提高,。
在實驗中,，新型材料儲蓄60攝氏度以下熱量時，可實現(xiàn)高達每升562千焦的蓄熱密度,。同時,，借助東京科學大學研發(fā)的合成反應控制技術，研究團隊實現(xiàn)了熱敏性高分子凝膠的均質化,，大量合成的這種凝膠也達到與實驗同等的蓄熱密度,。
公報說，這種新型材料儲蓄低溫熱量的蓄熱密度可達到現(xiàn)有材料的兩倍以上,，將有助于實現(xiàn)低溫廢熱的回收再利用,，應用于節(jié)能和脫碳社會建設。
（記者錢錚）
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日本研究人員利用以水為主要成分的熱敏性高分子凝膠研發(fā)出一種新型蓄熱材料。利用這種材料儲蓄60攝氏度以下的低溫熱量,，其蓄熱密度可高達每升562千焦,。
三菱電機公司和東京科學大學日前聯(lián)合發(fā)布公報介紹，工廠,、汽車,、辦公樓等排放的低溫廢熱值得有效利用，但通常蓄熱溫度越低,，蓄熱密度也越低,，迄今鮮有可以高密度儲蓄低溫熱量的蓄熱材料問世。
本項研究中,，研究人員模仿主要成分為水的生命體細胞質內的大分子擁擠環(huán)境,，開發(fā)出新型蓄熱材料，其原料是以水為主要成分的熱敏性高分子凝膠,。
以往研究顯示,，在大分子擁擠環(huán)境下，水分子會被封閉在大分子之間的狹窄空間內,，其排列就會被打亂,，而水分子的特性是排列越亂,，能量越高,。研究人員因此推測，如果可以控制大分子擁擠環(huán)境,，就有可能控制水分子能量的高低,，從而提高其蓄熱密度。
借助三菱電機自主研發(fā)的分子模擬技術,，研究團隊設計并成功研發(fā)了大分子濃度高,、擁擠環(huán)境可通過溫度控制的熱敏性高分子凝膠。這種凝膠在放熱時呈現(xiàn)親水性,，水分子排列在高分子凝膠內部,。一旦加熱這種凝膠,，它就會轉變成疏水性，高分子鏈收縮,，內部形成擁擠環(huán)境,，水分子排列結構就會被打亂，能量得以提高,。
在實驗中,，新型材料儲蓄60攝氏度以下熱量時，可實現(xiàn)高達每升562千焦的蓄熱密度,。同時,，借助東京科學大學研發(fā)的合成反應控制技術，研究團隊實現(xiàn)了熱敏性高分子凝膠的均質化,，大量合成的這種凝膠也達到與實驗同等的蓄熱密度,。
公報說，這種新型材料儲蓄低溫熱量的蓄熱密度可達到現(xiàn)有材料的兩倍以上,，將有助于實現(xiàn)低溫廢熱的回收再利用,，應用于節(jié)能和脫碳社會建設。
（記者錢錚）
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