Mitsubishi Electric và Giáo sư Kokami Hayakawa thuộc Khoa Khoa học và Công nghệ Vật liệu, Đại học Khoa học và Công nghệ Tokyo vừa phát triển được vật liệu lưu trữ nhiệt sử dụng gel polymer có thành phần chính là nước để lưu trữ nhiệt ở nhiệt độ dưới 60 độ C, cao nhất thế giới. mật độ lưu trữ nhiệt phát triển. Nó được cho là có hiệu quả trong việc thu hồi và tái sử dụng nhiệt thải ở nhiệt độ thấp đã thải vào khí quyển từ các nhà máy, ô tô, văn phòng, môi trường dân cư, v.v. Nó được công bố vào ngày 14 tháng 11.
Nguyên lý hoạt động của vật liệu giữ nhiệt sử dụng gel polyme cảm nhiệt
(Nguồn: Mitsubishi Electric và Đại học Khoa học Tokyo)
Việc sử dụng hiệu quả nhiệt thải đòi hỏi vật liệu lưu trữ nhiệt làm bằng vật liệu rẻ tiền có thể lưu trữ nhiệt thải ở nhiệt độ đặc biệt thấp ở mật độ cao. Tuy nhiên, do nhiệt độ lưu trữ nhiệt thường giảm nên mật độ lưu trữ nhiệt cũng giảm nên ít có sự phát triển được thực hiện cho đến nay nó đã không được thực hiện. Hai công ty hiện đang phát triển vật liệu lưu trữ nhiệt sử dụng gel polyme nhiệt mới có thể lưu trữ nhiệt ở mật độ cao ngay cả ở nhiệt độ thấp bằng cách mô phỏng môi trường trong đó các polyme đông đúc (môi trường đông đúc polyme) được tìm thấy trong tế bào chất của các sinh vật sống như như cơ thể con người đã phát triển.
Cơ chế lưu trữ nhiệt của gel polymer nhạy nhiệt
(Nguồn: Công bố chung của Mitsubishi Electric và Đại học Khoa học Tokyo)
Bằng cách sử dụng công nghệ mô phỏng phân tử của Mitsubishi Electric, chúng tôi đã thiết kế và phát triển thành công loại gel polyme nhạy nhiệt, có khả năng thay đổi hình dạng polyme tùy theo nhiệt độ và tạo thành môi trường đông polyme khi đun nóng. Do phản ứng kép kết hợp phản ứng chuyển pha cấu trúc trong đó tính ưa nước và kỵ nước thay đổi tùy theo nhiệt độ và phản ứng liên kết hydro giữa các phân tử nước nên cấu trúc sắp xếp của các phân tử nước bị xáo trộn trong môi trường polymer, làm tăng năng lượng và giảm nhiệt độ. Đây là lần đầu tiên trên thế giới chứng minh được rằng có thể lưu trữ nhiệt ở mật độ cao ngay cả khi nhiệt độ cao.
So sánh mật độ lưu trữ nhiệt ở nhiệt độ lưu trữ nhiệt từ 30 đến 60oC (chênh lệch nhiệt độ 30oC)
(Nguồn: Công bố chung của Mitsubishi Electric và Đại học Khoa học Tokyo)
Qua kết quả tổng hợp và đánh giá gel polymer nhạy nhiệt ở cấp độ phòng thí nghiệm và so sánh mật độ lưu trữ nhiệt của từng vật liệu lưu trữ nhiệt ở nhiệt độ lưu trữ nhiệt từ 30 đến 60°C (chênh lệch nhiệt độ 30°C), chúng tôi nhận thấy rằng các loại vật liệu lưu trữ nhiệt thông thường sản phẩm (axit béo: 225 kJ/L, parafin. Mật độ lưu trữ nhiệt được xác nhận là 562kJ/L, cao hơn gấp đôi so với 260kJ/L). Quá trình đồng nhất hóa gel polymer nhạy nhiệt đã đạt được bằng cách sử dụng công nghệ kiểm soát phản ứng tổng hợp do Đại học Khoa học Tokyo phát triển. Ngay cả thông qua tổng hợp khối lượng, chúng tôi đã thành công trong việc tạo ra một nguyên mẫu có mật độ lưu trữ nhiệt tương đương với mật độ ở cấp độ phòng thí nghiệm.
Kết quả nghiên cứu này đã được trình bày tại Diễn đàn Vật liệu Polymer lần thứ 33 của Hiệp hội Khoa học Polymer, được tổ chức tại Miyako Messe, Thành phố Kyoto từ ngày 14 đến ngày 15 tháng 11. Hai công ty đã tiến hành nghiên cứu chung từ năm 2016. Trong tương lai, chúng tôi sẽ nỗ lực mở rộng phạm vi nhiệt độ lưu trữ nhiệt của gel polyme nhạy nhiệt và phát huy việc sử dụng hiệu quả lượng nhiệt chưa sử dụng.
Invite partners to watch the activities of Pacific Group Co., Ltd.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
