三菱电机公司和东京理科大学的Kokami Hayakawa教授等人正在开发一种以水为主要成分的温度敏感聚合物凝胶,可以在30℃至60℃的低温下储存热量,具有世界上最高的储热密度。世界上第一种蓄热材料。通过促进先前处理的低温废热的回收和再利用,我们可以为实现碳中和社会做出贡献。
作为促进节能的一部分,需要能够以高密度(80 kJ/L或更高)储存低温废热(333°C以下)的廉价储热材料,以便有效地利用废物热。然而,随着储热温度普遍降低,储热密度也随之降低,因此很难得到开发。
高浓度的聚合物存在于人类等生物体的细胞质中,创造了一个“聚合物拥挤的环境”。另一方面,水分子具有排列越低能量越高的性质。利用三菱电机的分子模拟技术,研究小组设计了一种温度敏感的聚合物凝胶,它以安全且廉价的水为主要成分,根据温度改变聚合物的形状,并在加热时形成聚合物拥挤的环境——在世界上首次开发成功并证明即使是低温热量也可以高密度储存。
当热敏聚合物凝胶在实验室水平合成和评估时,它在60°的低蓄热温度下实现了世界上最高的蓄热密度(2 kJ/L),是传统市售产品的两倍以上C或更低。此外,通过使用东京理科大学开发的合成反应控制技术,我们实现了热敏聚合物凝胶的均质化,并确认即使在大规模合成原型中也具有与实验室水平相当的蓄热密度。
该公司表示,所开发的储热材料可有效回收和再利用工厂、汽车、办公室、住宅环境等排放到大气中的低温废热,减少化石燃料消耗,促进节能和淘汰。它将有助于通过碳化实现碳中和社会。