Исследователи из Университета Токио обнаружили новый тип материала, который сохраняет тепловую энергию в течение длительного периода. Учёные назвали его "сохраняющая тепло керамика". Этот новый материал отдает сохраненную тепловую энергию при применении слабого давления и может быть использован в качестве материала, сохраняющего тепло, для солнечных электростанций или для эффективного использования отходящего тепла в промышленности, позволяя повторно использовать тепловую энергию.
Материалы, способные хранить тепло включают такие, как кирпичи или бетон, которые медленно высвобождают накопленное тепло, и другие, такие как вода или этиленгликоль, которые при нагреве переходят из твердого состояния в жидкое. Тем не менее, ни один из этих материалов не может хранитьтепловую энергию в течение длительного периода, поскольку они высвобождают его естественным путём в течение долгого времени. Материал, который может хранить тепловую энергию в течение длительного времени и высвобождать ее точно в желаемое время, нашел бы широкое применение в области возобновляемых источников энергии.
Сохраняющая тепло керамика обнаружена исследовательской группой профессора Ohkoshi в Высшей школе наук университета Токио. Она сохраняет тепловую энергию в течение длительного периода. Образец оксида титана, разновидность λ-Ti3O5, был произведен путем спекания рутила и частиц TiO2 в атмосфере водорода. Он состоит только из атомов титана и атомов кислорода и может поглощать и отдавать большое количество тепловой энергии (230 кДж/л). При приложении слабого давления 60 МПа к λ-Ti3O5 происходит фазовое превращение в β-Ti3O5, при этом высвобождается сохраненная тепловая энергия. Кроме непосредственного нагрева материала, тепловая энергия может быть сохранена путем пропускания электрического тока через материал или облучения его светом, а затем её последующее высвобождение с помощью различных методов.
Новая "сохраняющая тепло керамика" (изображение: worldofmaterials.ru)
λ-Ti3O5 – разновидность оксида титана, который состоит из распространенных элементов и является экологически чистым. Сохраняющая тепло керамика, как ожидается, будет применяться в солнечных системах генерации энергии, а также для эффективного использования тепловых производственных отходов. Также существует возможность для использования в современных электронных устройствах, многоразовых грелках, датчиках проводимости, чувствительных к давлению, и оптической памяти.
H. Tokoro, M. Yoshikiyo, K. Imoto, A. Namai, T. Nasu, K. Nakagawa, N. Ozaki, F. Hakoe, K. Tanaka, K. Chiba, R. Makiura, K. Prassides, and S. Ohkoshi, "External stimulation-controllable heat-storage ceramics", Nature Communications6, Article number:7037, 2015, doi: 10.1038/ncomms8037.
