Termisk svampebatteri reducerer kølebelastninger

Efterhånden som de globale temperaturer stiger, står bygninger over for stigende kølebehov, hvilket lægger pres på energisystemer og øger elforbruget.Konventionelle materialer tilbyder begrænset termisk opbevaring, hvilket tvinger afhængighed af energikrævende aircondition for at opretholde komfortable indendørsforhold.Effektive, skalerbare termiske lagringsmaterialer er nødvendige for at reducere energiforbruget og udjævne temperaturudsving.

Forskere ved Yonsei University har udviklet EMBC16, en "termisk svamp"-komposit, der fungerer som et kompakt termisk batteri til bygninger.Materialet lagrer overskydende varme i løbet af dagen og frigiver det, når temperaturerne falder, buffer indeklimaet mod ekstrem varme og reducerer det årlige køleenergiforbrug med 54 %, mens det samlede kølebehov reduceres med 24,3 %.

Materialet opnår en 223% stigning i energilagring sammenlignet med simple lerkompositter, der lagrer 121,3 joule pr. gram.Dens termiske ledningsevne er 78 % højere, og den viser langtidsstabilitet med over 95,9 % kapacitetsopbevaring efter 1.000 opvarmnings- og afkølingscyklusser og mindre end 2,2 % lækage af dens paraffinkomponent.Kompositten er fremstillet ved at infusionere hexadecan i en 3D porøs ramme af biochar og montmorillonit-ler, konstrueret til et stort overfladeareal og effektiv varmeoverførsel.

Nøgletræk ved forskningen omfatter:

Høj energilagring på 121,3 J/g, 223% over lerkompositter
78 % forbedret termisk ledningsevne for hurtigere varmeoverførsel
Langtidsholdbarhed: 95,9 % kapacitetsbevarelse efter 1.000 cyklusser
Lav lækage af paraffinfaseændringsmateriale (<2.2%)
Biomineral ramme ved hjælp af biochar og montmorillonit ler
Dimberu G. Atinafu, der ledede dette forskningsarbejde, siger: "Ved at udvikle en grønnere støtteramme for paraffin kan vi opfange mere varme, flytte den mere effektivt og gøre det med materialer fra biomasse og jordmineraler."