三菱電機公司和東京理科大學的Kokami Hayakawa教授等人正在開發一種以水為主要成分的溫度敏感聚合物凝膠,可以在30℃至60℃的低溫下儲存熱量,具有世界上最高的儲熱密度。透過促進先前處理的低溫廢熱的回收和再利用,我們可以為實現碳中和社會做出貢獻。
作為促進節能的一部分,需要一種廉價的儲熱材料,能夠以高密度(80 kJ/L或更高)儲存低溫廢熱,特別是333°C以下的廢熱,以便有效利用廢熱。然而,隨著儲熱溫度普遍降低,儲熱密度也隨之降低,因此很難發展。
聚合物以高濃度存在於人類等生物體的細胞質中,形成「聚合物擁擠的環境」。另一方面,水分子具有排列越低,能量越高的性質。此次,研究小組利用三菱電機的分子模擬技術,設計了一種溫度敏感聚合物凝膠,以安全且廉價的水為主要成分,根據溫度改變聚合物的形狀,並在接觸時形成聚合物擁擠的環境。
當熱敏聚合物凝膠在實驗室層級合成和評估時,它在60°C或2°C的低蓄熱溫度下實現了世界上最高的蓄熱密度(562 kJ/L),是傳統市售產品的兩倍以上較少的。此外,透過使用東京理科大學開發的合成反應控制技術,我們實現了熱敏聚合物凝膠的均質化,並確認即使在大規模合成原型中也具有與實驗室水平相當的蓄熱密度。
所開發的儲熱材料可有效回收和再利用工廠、汽車、辦公室、住宅環境等排放到大氣中的低溫廢熱,減少化石燃料消耗,促進節能和提高能源效率。社會做出貢獻。