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研究发现PCM或可为热能存储提供创新解决方案

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时间:1900/1/1 0:00:00

盖世汽车相变材料(PCM)是一种在两种基本状态(如固态、液态或气态)之间变化时释放或吸收能量的材料。湿毛巾也可以降低温度,因为湿毛巾含有水分,水分是一种相变材料,它在蒸发时,也就是从液体变成气体时吸收热量。

随着社会从化石燃料向只能间歇获得的可再生能源转变,能够吸收和释放能量的PCM最近受到了很多关注。因为晚上没有阳光,风向多变,我们无法在需要的时候捕捉到能量;所以我们需要找到一种方法来储存我们的能力以备将来使用。PCM有望成为一种存储解决方案,但目前,这种材料受到技术的限制。

据国外媒体报道,伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校博士生导师内纳德·米利科维奇说:“所有热能储存(TES)系统都有两个重要指标,即能量密度,即单位体积或单位质量可以储存的能量;和功率密度,即每单位体积或每单位质量从系统中提取能量的速率。但是,大多数系统无法同时实现这两项指标。”

图片来源:伊利诺伊大学香槟分校

米利科维奇还说:“在过去的三四十年里,人们通过制造柔顺材料解决了这个问题,其中一些材料是金属或金属基质,以帮助传导热量,实现良好的功率密度,但这也降低了材料的存储性能和能量密度。但这次我们研究出了一种新方法,就是把PCM放在热源旁边,这样只需要对熔化的PCM施加一点点压力,就可以隔离能量密度和功率密度。”

此前,为了实现从固体到液体的转变,研究人员使用固定热源熔化相邻的固定PCM块。随着热量熔化PCM的近侧,PCM的“熔化前沿”将远离热源,热源和收缩的PCM之间的更远的距离将降低功率密度和系统效率。

实验表明,新的研究方法是有效的。米利科维奇说,该计划的灵感来自于一个低技术的观察,即在热锅里挤压黄油会比不动它融化得更快。因此,新的解决方案非常简单,不需要复杂的材料或昂贵的系统。

另一家研究机构威廉·金(William King)也表示:“长期以来,研究人员一直对储热感兴趣,但这项技术的应用并不广泛。因此,我们需要实现高功率,以便将这项技术应用于电动汽车、发电和数据中心等要求苛刻的应用。我们的研究方案有可能实现大功率热能储存。”盖世汽车相变材料(PCM)是一种在两种基本状态(如固态、液态或气态)之间变化时释放或吸收能量的材料。湿毛巾也可以降低温度,因为湿毛巾含有水分,水分是一种相变材料,它在蒸发时,也就是从液体变成气体时吸收热量。

随着社会从化石燃料向只能间歇获得的可再生能源转变,能够吸收和释放能量的PCM最近受到了很多关注。因为晚上没有阳光,风向多变,我们无法在需要的时候捕捉到能量;所以我们需要找到一种方法来储存我们的能力以备将来使用。PCM有望成为一种存储解决方案,但目前,这种材料受到技术的限制。

据国外媒体报道,伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校博士生导师内纳德·米利科维奇说:“所有热能储存(TES)系统都有两个重要指标,即能量密度,即单位体积或单位质量可以储存的能量;和功率密度,即每单位体积或每单位质量从系统中提取能量的速率。然而,大多数系统无法同时实现这两项指标。"

图片来源:伊利诺伊大学香槟分校

米利科维奇还说:“在过去的三四十年里,人们通过制造柔顺材料解决了这个问题,其中一些材料是金属或金属基质,以帮助传导热量,实现良好的功率密度,但这也降低了材料的存储性能和能量密度。但这次我们研究出了一种新方法,就是把PCM放在热源旁边,这样只需要对熔化的PCM施加一点点压力,就可以隔离能量密度和功率密度。”

此前,为了实现从固体到液体的转变,研究人员使用固定热源熔化相邻的固定PCM块。随着热量熔化PCM的近侧,PCM的“熔化前沿”将远离热源,热源和收缩的PCM之间的更远的距离将降低功率密度和系统效率。

实验表明,新的研究方法是有效的。米利科维奇说,该计划的灵感来自于一个低技术的观察,即在热锅里挤压黄油会比不动它融化得更快。因此,新的解决方案非常简单,不需要复杂的材料或昂贵的系统。

另一家研究机构威廉·金(William King)也表示:“长期以来,研究人员一直对储热感兴趣,但这项技术的应用并不广泛。因此,我们需要实现高功率,以便将这项技术应用于电动汽车、发电和数据中心等要求苛刻的应用。我们的研究方案有可能实现大功率热能储存。”

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