Ciepło odpadowe już nie pójdzie na straty. Nowy materiał może je magazynować

Dzięki wysiłkom naukowców z Uniwersytetu Tohoku oraz przedstawicieli firmy Rigaku udało się zaprojektować materiał magazynujący ciepło odpadowe oraz uwalniający je na żądanie.

Chodzi o warstwowy minerał tlenku manganu składający się z jonów potasu i wody krystalizacyjnej. Zazwyczaj jest on stosowany do magazynowania energii i w formie katalizatora hydrolizy. W toku nowych badań, które opisano na łamach Nature Communications, okazało się, że wspomniany materiał można również użyć do magazynowania ciepła i uwalniania go w razie potrzeby.

Czytaj też: Panele słoneczne, które wytwarzają energię w nocy, czyli krok w stronę postępu w OZE

Kiedy zostanie on wystawiony na działanie odpowiednio wysokiej ilości ciepła, zgromadzone w tym materiale cząsteczki wody zyskują energię i są uwalniane do powietrza. W takich okolicznościach możliwe jest przechowywanie energii cieplnej, która może zostać uwolniona po kontakcie z wilgotnym powietrzem. Dzięki temu zachodzi absorbcja cząsteczek wody i ponowne uwolnienie ciepła.

Ciepło odpadowe zazwyczaj jest marnowane, ale naukowcy chcą tego uniknąć

Mechanizm interkalacji, w którym cząsteczki wody są odwracalnie wprowadzane do materiału warstwowego, jest bardzo korzystny dla magazynowania ciepła. Mechanizm ten jest bardzo szybki, odwracalny, a struktura materiału dobrze zachowana. Ponadto, tlen w atmosferze nie niszczy warstwowego tlenku manganu, a woda go nie rozpuszcza. To sprawia, że jest on doskonałym kandydatem do ponownego wykorzystania ciepła odpadowego w warunkach przemysłowych.

Tetsu Ichitsubo, główny autor badań

Czytaj też: Energia odnawialna magazynowana pod wodą. Ocean Battery oferuje rewolucję

Pożądany efekt udało się osiągnąć po tym, jak materiał został podgrzany do temperatury 200 stopni Celsjusza. Wtedy też woda została odparowana. Następnie, po obniżeniu temperatury do 120 stopni Celsjusza, rozpoczęło się uwalnianie zmagazynowanego ciepła w kontakcie z wilgotnym powietrzem. Gęstość energetyczna materiału wynosi ok. 0,28 MWh na metr sześcienny. Poza tym cechuje się on wysoką żywotnością i można go naładować oraz rozładować w ciągu kilku minut.