自我修復的蓄熱單元有什么作用

將來，石蠟可能有助于使地下蓄熱裝置更耐用。這種系統例如用于在更長的時間段內存儲太陽能。在一項新的研究中，馬丁·路德大學哈雷·維滕貝格(MLU)的地質學家研究了石蠟可以摻入儲罐外殼的程度，以及這是否可以防止熱量損失和裂縫。研究小組在《PLOS ONE》雜志上報告了其發現。

可再生能源的主要挑戰是找到一種在中期存儲它們的方法。需要簡單的，具有成本效益的解決方案，以便例如可以在冬季使用夏季產生的太陽能。為此，通常使用太陽能熱系統對水進行加熱，然后將其存儲在大型地下盆地中。理想情況下，存儲的熱能量持續到冬季。這些盆襯有鋁箔，以使其絕緣并防止水分流失。MLU地球科學與地理研究所的Peter Bayer教授說：“當您查看到目前為止已實施的項目時，就會一次又一次看到同樣的弱點。” 水和熱量經常通過受損區域逸出。

拜耳將他對季節性儲熱系統的研究帶到了英戈爾施塔特應用科學大學新能源系統研究所的哈勒。作為大眾基金會贊助的一個項目的一部分，他的團隊研究了這些缺點是否可以通過蓄熱單元外殼中的其他成分(石蠟)來彌補。更好地稱為蠟燭蠟，它已被用作潛熱存儲材料。石蠟在相對較低的溫度下熔化，吸收熱量，固化后會重新釋放。它也是高度疏水的，這意味著它可以排斥水。拜耳解釋說：“這個想法是要同時利用這兩種材料的特性。” 當集成到儲熱單元的外殼中時，石蠟可以幫助減少熱損失。同時，它可以帶來自我修復的效果。“當外殼出現裂紋時，蠟會液化并縮小該間隙。”

石蠟也是環保的。如果從存儲盆中泄漏出來，則不會有毒害作用。而且，據拜耳稱，它比其他潛熱存儲材料更具成本效益。在兩個實驗室實驗中，他的同事克里斯托夫·博特(Christoph Bott)測試了石蠟減少熱量損失的程度以及石蠟外殼是否能真正治愈。博特說：“乍看之下，我們期望的機制效果很好。” 當外殼損壞時，液化蠟填充在損壞的位置。蓄熱能力也有所提高。拜耳說：“但是，很難將其升級到工業水平。” 盆地越大，外殼中的石蠟會因水的重量而移位的越多。需要其他結構來將其固定在適當的位置。如果外殼會遭受重大損壞，自愈效果將不再起作用。拜耳說：“在高壓下，水忽略了石蠟。” 它只是流過它。

但是拜耳堅信，即使這個想法不能立即付諸實踐，它仍有潛力。他說：“從一開始，我們就知道很難實施。” “我們是在全新的環境中首次使用石蠟。” 然而，該研究是朝著改善季節性存儲，從而為可再生能源創造更有效的存儲能力的又一步。