Termisk svampbatteri minskar kylbelastningen

När de globala temperaturerna stiger, ställs byggnader inför ökande kylningskrav, vilket sätter press på energisystemen och ökar elförbrukningen.Konventionella material erbjuder begränsad termisk lagring, vilket tvingar till användning av energikrävande luftkonditionering för att upprätthålla bekväma inomhusförhållanden.Effektiva, skalbara termiska lagringsmaterial behövs för att minska energianvändningen och jämna ut temperaturfluktuationer.

Forskare vid Yonsei University har utvecklat EMBC16, en "termisk svamp"-komposit som fungerar som ett kompakt termiskt batteri för byggnader.Materialet lagrar överskottsvärme under dagen och släpper ut den när temperaturen sjunker, buffrar inomhusmiljöer mot extrem värme och minskar den årliga kylenergianvändningen med 54 % samtidigt som det totala kylbehovet minskar med 24,3 %.

Materialet uppnår en 223% ökning i energilagring jämfört med enkla lerkompositer, och lagrar 121,3 joule per gram.Dess värmeledningsförmåga är 78 % högre, och den uppvisar långtidsstabilitet med över 95,9 % kapacitetsbevarande efter 1 000 uppvärmnings- och kylcykler och mindre än 2,2 % läckage av dess paraffinkomponent.Kompositen tillverkas genom att infundera hexadekan i ett 3D-poröst ramverk av biokol och montmorillonitlera, konstruerad för hög yta och effektiv värmeöverföring.

Huvuddragen i forskningen inkluderar:

Hög energilagring på 121,3 J/g, 223% över lerkompositer
78 % förbättrad värmeledningsförmåga för snabbare värmeöverföring
Långtidshållbarhet: 95,9 % kapacitetsretention efter 1 000 cykler
Lågt läckage av paraffinfasbytematerial (<2.2%)
Biomineral ram med biokol och montmorillonitlera
Dimberu G. Atinafu, som ledde detta forskningsarbete, säger: "Genom att konstruera ett grönare stödramverk för paraffin kan vi fånga upp mer värme, flytta det mer effektivt och göra det med material som kommer från biomassa och jordmineraler."