被稱為沸石的微小顆粒可以儲(chǔ)存夏天的熱量，在冬天溫暖家，但這種材料令人印象深刻的化學(xué)儲(chǔ)存能力因?qū)щ娦圆疃茏琛?/p>

現(xiàn)在，德國(guó)德累斯頓弗勞恩霍夫研究所的一組研究人員表示，他們只需一步就將沸石的熱導(dǎo)率提高了一倍，他們的目標(biāo)是進(jìn)一步幫助減少加熱和冷卻的能源消耗。在德國(guó)，弗勞恩霍夫研究公告稱，最終能源消耗的 55% 用于加熱和冷卻——但大量熱量散失，因?yàn)樗皇前葱枰a(chǎn)生的。安裝在屋頂?shù)奶柲芗療崞骺捎糜诩訜崴枰罅康乃⑶冶M管絕緣良好，但熱量會(huì)隨著時(shí)間的推移而流失。

相比之下，熱化學(xué)儲(chǔ)存可以儲(chǔ)存夏天產(chǎn)生的熱能，直到冬天。與水不同，沸石不直接儲(chǔ)存熱量——相反，熱量會(huì)帶走儲(chǔ)存在材料中的水。在其充滿活力的狀態(tài)下，沸石是完全干燥的，但當(dāng)水蒸氣通過時(shí)，它們會(huì)釋放熱量。因?yàn)闊崮苁峭ㄟ^化學(xué)方式儲(chǔ)存的，所以在長(zhǎng)期儲(chǔ)存過程中不會(huì)流失。

然而，導(dǎo)熱性差使得難以將熱量從熱交換器傳遞到材料并再次傳遞回來。弗勞恩霍夫有機(jī)電子、電子束和等離子體技術(shù) FEP 研究所的團(tuán)隊(duì)通過 ZeoMet 項(xiàng)目解決了這個(gè)問題。
“我們用鋁包覆了沸石顆粒，”項(xiàng)目經(jīng)理 Heidrun Klostermann 博士說。“在第一次嘗試后，這使熱導(dǎo)率增加了一倍，而不會(huì)對(duì)水的吸附和解吸產(chǎn)生負(fù)面影響。我們目前的目標(biāo)是通過調(diào)整涂層將其增加五到十倍。”

研究公告稱，這構(gòu)成了“相當(dāng)大的挑戰(zhàn)”。對(duì)于一升直徑為5mm的顆粒，大約10,000個(gè)必須均勻地涂上鋁。對(duì)于 1mm 的粒度，這相當(dāng)于 1m 顆粒，總表面積為 3.6m?2。
“顆粒越小，這個(gè)過程就越具有挑戰(zhàn)性，”公告說。然而，較小的晶粒會(huì)增加蓄熱系統(tǒng)的比功率密度。為了獲得足夠的導(dǎo)熱性，涂層必須有幾十微米厚——對(duì)于真空涂層工藝，這比正常情況要厚得多。

為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，研究人員研究了熱蒸發(fā)，其中鋁線在真空中連續(xù)供應(yīng)到加熱的陶瓷板上。然后鋁蒸發(fā)，并沉積在顆粒上。顆粒必須在桶中連續(xù)循環(huán)，以便均勻覆蓋。??研究人員說，沸石還可以為家庭使用提供冷卻，與太陽能收集器一起使用或用于移動(dòng)應(yīng)用。例如，在商用車輛中，動(dòng)力系統(tǒng)的熱量損失可作為熱化學(xué)循環(huán)的一部分用于空調(diào)。

該團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在希望加強(qiáng)與來自研究和工業(yè)的材料開發(fā)人員和系統(tǒng)工程師的聯(lián)系，以開發(fā)靈活加熱和冷卻的解決方案。