研究者らがエネルギー効率を高める革新的な蓄熱材を開発(Researchers develop new innovative heat storage material for enhanced energy efficiency)

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2023-06-06 スウォンジー大学

◆スウォンジー大学の研究者は、バス大学との共同で熱貯蔵研究において画期的な進展を達成しました。彼らは海藻由来の安価で豊富なアルギン酸ナトリウムを使用して、効率的かつ拡張可能な新しい材料を開発しました。
◆この材料はさまざまな応用に適用できます。従来の材料と比較して、新しいビーズは熱貯蔵容量が4倍に向上し、同じ容量を持つためには4分の1の体積で済みます。これは持続可能で手頃なエネルギー資源を追求する上で重要な進歩です。
◆今後は、産業プロセスからの廃熱の回収や利用に向けた試験も予定されています。この研究は欧州地域開発基金、ウェールズ政府、エンジニアリングおよび物理科学研究委員会(EPSRC)、およびタタスチールUKによって資金提供されました。

<関連情報>

熱化学的熱貯蔵のためのアルギン酸と膨張黒鉛をベースとした複合材料の開発および特性評価 Development and characterisation of an alginate and expanded graphite based composite for thermochemical heat storage

Jack Reynolds,Rhodri Williams,Jonathon Elvins,Eifion Jewell,Justin Searle & Xinyuan Ke
Journal of Materials Science  Published:18 March 2023
DOI:https://doi.org/10.1007/s10853-023-08370-1

Abstract

Thermochemical heat storage is one of the most attractive technologies to store heat from solar thermal energy or waste heat from industrial processes for its high energy density and long-term storage capability. This research presents a novel expanded graphite/alginate polymer matrix encapsulated with hydrated salts as highly efficient thermochemical heat storage materials. Through the simple synthesis method, the composite material can be sized and shaped to fit multiple applications, and be easily scaled where needed. Through the reversible hydration and dehydration reaction, the incorporated CaCl2 salt can store and release heat. Thermal energy from solar thermal generators or low grade waste heat sources (< 200 °C) is appropriate for the dehydration of CaCl2. A salt loading value of 84% has been achieved with visible porosity maintained. Static heat is used to study the charge reaction, whereas a flow of humid air through a packed bed is used to study the discharge reaction where temperature uplifts between 10–14 °C were observed. A vermiculite/CaCl2 composite is used as a comparison in both reactions. Additionally, bulk density, surface porosity, surface area, moisture sorption and thermal conductivity are considered. The results show that the novel composite materials developed in this study can achieve better packing density and comparable energy density comparing to the conventional vermiculite/CaCl2 composite, but with higher thermal conductivity leading to enhanced energy efficiency.

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