Detaily článku

Akumulace tepla: Vědci vyvinuli materiál, který je stabilní, účinný a šetrný k životnímu prostředí.

Nový materiál pro akumulaci tepla by mohl pomoci výrazně zlepšit energetickou účinnost budov. Vyvinuli ho vědci z Univerzity Martina Luthera v Halle-Wittenbergu (MLU) a Univerzity v Lipsku a lze ho použít k ukládání přebytečného tepla a v případě potřeby ho uvolnit zpět do prostředí. Na rozdíl od stávajících materiálů dokáže nový materiál absorbovat podstatně více tepla, je stabilnější a je vyroben z neškodných látek. V časopise "Journal of Energy Storage" tým popisuje mechanismus vzniku materiálu.

Datum: 20.4.2022

ukládání tepla

Vynález je tzv. tvarově stabilizovaný materiál s fázovou změnou. Může absorbovat velké množství tepla tím, že změní svůj fyzikální stav z pevného na kapalný. Nahromaděné teplo se pak znovu uvolní, když materiál ztuhne. "Mnoho lidí zná tento princip z ohřívačů rukou," vysvětluje profesor Thomas Hahn z Ústavu chemie na MLU. Vynález z Halle se však nebude používat v kapsách kabátů. Místo toho by mohl být využit ve stavebnictví jako velké panely, které by se daly zabudovat do stěn. Ty by pak během slunečných hodin dne absorbovaly teplo a později, když teplota klesne, by ho zase uvolňovaly. Tím by se ušetřilo mnoho energie: Vědci spočítali, že když se nový materiál zahřeje, může - za správných podmínek - akumulovat až 24krát na 10 stupňů Celsia více tepla než běžný beton nebo stěnové desky.

Na rozdíl od ohřívačů rukou se panely z této směsi materiálů při pohlcování tepla neroztaví. "V našem vynálezu je tepelně akumulační materiál uzavřen v rámci pevného křemičitanu a díky vysokým kapilárním silám nemůže uniknout," vysvětluje Hahn. A co je nejdůležitější, látky použité při jeho výrobě jsou šetrné k životnímu prostředí: neškodné mastné kyseliny, jaké se nacházejí v mýdlech a krémech. Dokonce i přísady, které propůjčují materiálu pevnost a zvýšenou tepelnou vodivost, lze získat z rýžových slupek.

V současné studii tým popisuje kroky, které se podílejí na vytváření struktury materiálu, a to, jak se jednotlivé chemické látky navzájem ovlivňují. K tomu týmu pomohla skupina výzkumníků pod vedením profesorky Kirsten Bacia z MLU, která k vizualizaci mechanismu použila fluorescenční mikroskopii. "Poznatky, které získáváme, můžeme využít k další optimalizaci materiálu a k jeho potenciální výrobě v průmyslovém měřítku," říká Felix Marske, který vývoj poháněl kupředu v rámci svého doktorátu spolu s Thomasem Hahnem. Doposud se materiál vyrábí pouze v malém množství v laboratoři.
V budoucnu jej lze kombinovat s dalšími kroky, které pomohou výrazně zvýšit energetickou účinnost budov nebo pasivně chladit fotovoltaické systémy a baterie, a tím zvýšit jejich účinnost.

Zdrojem informací je Chemeurope.

Pro kompletní informace si přečtěte celý článek.