Wissenschaftler in Nippon nach sich ziehen eine gängige Substanz gefunden, die reversibel und schnell relativ große Mengen minderwertiger Wärme speichern und weitergeben kann, ohne sich zu zersetzen. Die Wissenschaft könnte zu einer effizienteren Wiederverwendung industrieller Wärmeverlustleistung zur Folge haben.
Die Ergebnisse wurden in welcher Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht und waren eine Zusammenarbeit zwischen Wissenschaftlern des Instituts z. Hd. Materialforschung welcher Universität Tohoku und welcher Rigaku Corporation, einem Unternehmen, dasjenige röntgenbasierte Mess- und Thermoanalysewerkzeuge entwickelt und herstellt.
Für jedes ihre Untersuchungen verwendeten die Forscher ein geschichtetes Manganoxid-Selterswasser, dasjenige Kaliumionen und Kristallwasser enthielt. Dieses Selterswasser ist in seiner Zusammensetzung dem Birnessit sehr verwandt, welcher mehrfach hinauf welcher Erdoberfläche vorkommt.
Dies Team stellte seine Verkettung in Form eines unlöslichen schwarzen Pulvers her und untersuchte dann seine Kristallstruktur mit einem Röntgendiffraktometer und einem Transmissionselektronenmikroskop. Anschließend untersuchten sie, wie sich die Struktur welcher Verkettung beim Erwärmen oder Abschrecken veränderte und wie viel und wie schnell Wärmeenergie gespeichert und wieder abgegeben wurde.
Dies Erwärmen des Materials hinauf solange bis zu 200 °Kohlenstoff dehydrierte es, während es seinen gespeicherten Wassermolekülen die Kraft gab, die sie benötigen, um an die umgebende Lufthülle abgegeben zu werden. Qua dasjenige dehydrierte Werkstoff dann in einem trockenen Behältnis hinauf unter 120 °Kohlenstoff abgekühlt und dann feuchter Luft ausgesetzt wurde, nahm es Wassermoleküle hinauf und gab seine gespeicherte Wärme ab.
„Dieser ‚Interkalations‘-System, zusammen mit dem Wassermoleküle reversibel in ein Schichtmaterial eingefügt werden, ist sehr vorteilhaft z. Hd. die Wärmespeicherung“, sagt welcher Materialwissenschaftler Tetsu Ichitsubo von welcher Universität Tohoku.
„Es ist sehr schnell, reversibel und die Struktur des Materials bleibt gut erhalten. Außerdem baut Sauerstoffgas in welcher Lufthülle den geschichteten Manganoxidkristall nicht ab und Wasser löst ihn nicht hinauf. Dies macht ihn zu einem hervorragenden Kandidaten z. Hd. die Wiederverwendung von Wärmeverlustleistung industrielle Einstellungen.“
Sie Verkettung aus geschichtetem Mangandioxid vom Birnessit-Typ mit Kristallwasser zeigte eine bessere Gesamtleistung im Vergleich zu anderen Verbindungen, die derzeit z. Hd. Wärmespeicherzwecke erforscht werden. „Unser Werkstoff hat eine stark Nutzungsdauer, kann große Wärmemengen pro Volumeneinheit reversibel speichern und weitergeben und lädt und entlädt sich schnell“, sagt Ichitsubo.
Die Ergebnisse ihrer Experimente validierten die Forscher mit theoretischen Berechnungen.
Qua nächstes wollen sie daran funktionieren, die Menge an Wassermolekülen zu potenzieren, die dasjenige Werkstoff aufsaugen kann, um die Menge an Wärmeenergie zu potenzieren, die es speichern kann.
„Exzellent ausgewogenes Wärmespeicheroxid vom Wasserinterkalationstyp“
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Tohoku-Universität
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