暖心！鹽化合物伴你度過寒冷的冬季

材料牛注：暖手袋的吸熱放熱原理眾所周知，利用這一原理，鹽和太陽能可以滿足未來房子的能量需求嗎，前途又在哪里？

一些諸如太陽能的可再生能源在給房屋供熱方面潛能巨大。目前，絕大多數的房屋仍然由化石燃料供熱，這些燃料燃燒產生的溫室氣體對環境和氣候非常不利。若把產出的多余能源儲存起來以后利用，可以有效地提高可再生能源的利用率。而能否將能源完全存儲對研究人員是個極大的挑戰，為解決這個問題，他們已經反復研究了很多年。

丹麥技術大學土木工程的博士 Mark Dannemand在他的論文中就研究這個難題。他構想利用一種鹽化合物來解決熱存儲問題，這種鹽化合物可以儲熱，需要能量時可以激發它放熱，功能類似于熱水瓶。

Mark Dannemand表示，為了使太陽熱能系統在沒有陽光時也能滿足人們的需求，存儲太陽熱能便是其中重要一環。因此非常有必要研究出一種有效的儲能方法，這樣可以保證我們在有需要時得到足夠的熱能。

靈感來源于暖手袋

Mark Dannemand的研究靈感來源于暖手袋，這種暖手袋從上個世紀70年代就出現在市場上了。

這種暖手袋中有一種鹽化合物，把暖手袋水煮十分鐘，在吸收的熱量后可以在需要時觸發放熱。熱量釋放是通過破壞暖手袋中的金屬板，金屬板的破壞引發化學反應從而釋放熱量。這相當于給你了一個便攜式儲熱裝置，在需要熱量時可以觸發它放熱。

Mark Dannemand解釋道，長久以來人們都對暖手袋的原理有所了解，但從未有人嘗試將這個原理運用在大規模的試驗上。因此，我和同事們開發了一種熱存儲裝置的模型，該模型正在我的研究課題中接受測試。

Mark Dannemand關于熱存儲的試驗是在58℃熔融鹽化合物三水醋酸鈉。在熔融鹽化合物的過程中，大量的熱被吸收，這些熱量被稱為熔解熱。鹽擁有使周圍溫度冷卻至低于熔點而不再凝固的性質，這個過程稱為過冷。通過這一過程，熱量能夠被很好的存儲起來而不是進一步散失在環境中。當有產熱需求時，可以通過誘導鹽化合物的凝固，釋放其中的熔解熱。

滿量程測試展現巨大潛力

在 Mark Dannemand的博士論文中，他在實驗室測試了兩種不同設計原型的熱存儲設備，一個是丹麥技術大學土木工程開發的，另一個則是行業合作伙伴開發的。

Mark Dannemand解釋道，測試結果表明這一存儲原理已經被運用至最大限度。通過這一原理，我們可以獲得穩定的過冷，并得到一個含有220kg鹽的儲熱裝置，它能夠穩定儲熱長達兩個月。為了防止自發冷卻，我們設計并控制了存儲量以至于在加熱和冷卻過程中不會有壓力的增加。同時，利用添加劑對鹽的熱含量進行了優化，減少鹽發生相分離的可能。并且我們還研發出了一種具有更高熱傳導率的新型鹽混合物。

從長遠來看，將熱量從夏季儲存至冬季的方法使得房子可以在全年范圍內利用太陽能，即滿足能量的自給自足。雖然實驗室測試證明，該存儲方法已經能被最大限度地運用，但還有待將理論運用到日常實踐中。如果運用目前的方法，想要在冬季的一星期內保持一個小房子能量的自給自足需要足足2t的鹽水合物，這就非常的不便。

原文鏈接：Salt and solar heat can power future houses

本文由編輯部顧玥提供素材 ? ?劉萬春編譯 ? ?黃超審核