改善甜味剂的特性以增强热能储存
当我们寻求更有效地利用废热能时，使用“相变材料(PCM)”是一个不错的选择。相变材料具有很大的潜热容量，并且能够在从一种物质状态转变为另一种物质状态时储存和释放热量。在众多相变材料中，糖醇(SA)是一类常用作甜味剂的有机化合物，因其成本低、无、无腐蚀性和可生物降解的性质而脱颖而出。特别是，SAs的熔点通常在100-200°C，这是一个重要的温度范围，存在大量废热，但目前我们的世界正在被丢弃。
然而，SA 通常会遇到过冷问题，即使在远低于熔点的温度下，它们也不会凝固，而是保持液态。过冷会降低储存热能的质量(或“火用”)，因为较低温度下的热能的用处较小。(注：室温下的热能无论存在多少，都是完全无用的。)
现在，在一项新的研究中，由村上洋一教授领导的东京工业大学(Tokyo Tech)的研究人员发现，将SA限制在共价有机框架(COF)晶体中可以有效解决过冷问题。他们的研究结果发表在《Materials Horizons》杂志上，有可能彻底改变 SA 作为蓄热材料的潜力。
东京工业大学零碳能源实验室教授村上博士解释说：“我们提出了一种新材料概念，通过大大减轻长期存在的过冷问题会降低储存的热能。我们基于丰富、无且低成本的 SA 创造了一种新型固态 PCM。”
通常，纯 D-甘露醇 ( Man )(SA 之一)的熔点为 167 °C，但它通常在 80–120 °C 左右的随机温度下固化，这是约 47–87 °C 的大过冷度。为了解决这个问题，研究人员将Man引入到COF-300晶体中，COF-300是最典型的COF之一。他们发现，虽然限制在 COF 中的人类熔化发生在 150–155 °C 左右，但限制在 COF 中的人类的冻结却可重复地发生在稍低的温度范围(130–145 °C)。因此，过冷度被抑制到只有10-20°C，远小于之前约47-87°C的过冷度。
“这些结果表明， Man -COF 复合材料的熔化-冷冻循环发生在 130-155 °C 的狭窄温度范围内，没有大的或随机的过冷，”Murakami 教授强调了所发现的 COF 限制效应。
版权声明：本文由用户上传，如有侵权请联系删除！