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弗劳恩霍夫成功将沸石变成能量转换材料
2021年10月19日 发布 分类:技术前沿 点击量:276
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日前,德国弗劳恩霍夫(fraunhofer)的研究人员通过对沸石颗粒镀铝,有效提升其导热率,从而使这种化学储能材料能够灵活的供热和制冷提供解决方案。


沸石(左)镀铝沸石(右)

供暖和制冷系统中,会有大量的热能未经利用而浪费。比如,很多人都有屋顶太阳能热水器的使用经验——它在夏天很管用,但在冬天……有一些商用系统配套大型水箱储热,但除了占用很大空间外,即便有很好的隔热层,但如果没及时利用,这些热量终究会损失殆尽。沸石作为化学储能材料不存在这样的问题,它可以做到长期储能而不流失,但也有一个缺点——导热系数低,热量传递难以进行。

沸石金属化的热交换器

Fraunhofer FEP的项目经理Heidrun Klostermann博士说:“我们在沸石颗粒上涂上了铝,这在第一次尝试之后就增加了一倍,而不会对水的吸附和解吸产生负面影响。我们目前的目标是通过调整涂层将其提高5到10倍。”在这项工作中,研究人员面对的主要困难时对微小颗粒的镀铝。因为颗粒越小,则储热系统的比功率密度越高,但工艺也面临越大挑战。同时,镀膜厚度必须达到几十微米才能获得足够热导率,而真空镀膜工艺无法获得满意效果。

研究团队采用了热蒸发法(thermal evaporation),即在真空中将铝线连续送入加热的陶瓷板上,在那里铝被蒸发并沉积在颗粒上,形成一层铝。小球必须在桶中不断循环,以便均匀覆盖。工艺难点在于颗粒滚动同时进行涂覆,并确保达到足够厚度。

除了储热,从Fraunhofer FEP研究人员的角度来看,沸石金属化还可以为太阳能利用以及车辆提供服务。比如,将车辆运行导致的热量用于热化学空调循环的一部分利用起来。因此,沸石金属化材料在未来有很大应用潜力。


编译 YUXI

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