吸附式熱電池可使電動(dòng)汽車(chē)增程40%
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Narayanan 繼續(xù)解釋道， 在材料吸收水分子的過(guò)程中， 熱量就會(huì)被釋放出來(lái)。該熱量可以用來(lái)加熱乘客艙，也可以被熱交換器吸收，然后通過(guò)散熱器釋放到大氣中。
與傳統(tǒng)蒸氣冷凝系統(tǒng)不同，新的裝置所需電能可忽略不計(jì)，因?yàn)橄到y(tǒng)是被動(dòng)地將蒸發(fā)的冷媒水從蒸發(fā)器中輸送到吸附劑床上的，也就是說(shuō)不需要蒸氣輸送或壓縮這種外部方式。吸附劑床工作溫度約為80℃，而蒸發(fā)器工作溫度在0 到-5℃之間。
當(dāng)吸附劑達(dá)到飽和的狀態(tài)時(shí)，在電化學(xué)電池充電時(shí)， 熱電池系統(tǒng)就需要再次“充電”。吸附劑再生就是將其加熱到200℃以上并維持幾個(gè)小時(shí)，這樣水就會(huì)被蒸發(fā)掉。水蒸氣從吸附劑上離開(kāi)后就會(huì)在冷凝器上轉(zhuǎn)變成水，水會(huì)被收集到儲(chǔ)水器中，為下次循環(huán)之用。
“吸附制冷循環(huán)在大型工業(yè)系統(tǒng)中非常常見(jiàn)，但是我們的系統(tǒng)工作方式還不一樣，”Wang 說(shuō)道?，F(xiàn)有的系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換效率較低，而且體檢龐大、笨重。作為熱電池， 其所采用的吸附材料性能要更高，這樣電池才能夠做到能量更高、更緊湊和更輕。
麻省理工研究人員開(kāi)發(fā)了一種新的材料，具有非常高的吸附能力。這種材料基于沸石， 一種很容易獲取的多微孔鋁硅酸鹽材料。研究人員通過(guò)化學(xué)方式將沸石中硅原子鏈上的部分結(jié)構(gòu)移除，通過(guò)這種方式改變了細(xì)孔的尺寸，提高了材料的親水性，創(chuàng)造了一種具有很強(qiáng)的混合型物理/ 化學(xué)吸附能力的材料。但是從不利的角度看，這種材料在再生過(guò)程中需要高達(dá)200℃的熱量來(lái)蒸發(fā)水分。
特制分子
美國(guó)能源高級(jí)研究項(xiàng)目局贊助的項(xiàng)目還在研究特制分子。這種分子具有非常強(qiáng)的吸附性能?；瘜W(xué)教授Omar M. Yaghi 及其在加州大學(xué)伯克利分校的同事專注于金屬有機(jī)骨架（MOF）分子的研究。這種分子的結(jié)構(gòu)可以通過(guò)調(diào)整來(lái)系統(tǒng)地改變其物理性和化學(xué)性。
金屬有機(jī)骨架還具備較低的再生溫度，有助于提高系統(tǒng)循環(huán)工作的效率。
不過(guò)，這種改變分子結(jié)構(gòu)的方式也有其自身的挑戰(zhàn)。使金屬有機(jī)骨架性能保持穩(wěn)定且不與水發(fā)生反應(yīng)便是一個(gè)問(wèn)題，而生產(chǎn)可擴(kuò)充性和成本目前也不明確。如果在這兩個(gè)方面取得突破，金屬有機(jī)骨架吸附劑的熱能儲(chǔ)存密度甚至要大于沸石吸附劑。
評(píng)論