作为促进节能的一部分,为了有效利用废热,需要能够以高密度(333 kJ/L 或更高)存储低温废热(尤其是低于 80°C 的废热)的廉价蓄热材料。 然而,一般来说,蓄热温度越低,蓄热密度就越低,因此目前开发的材料很少。
等生物体的细胞质中含有高浓度的聚合物,形成了一个 “大分子拥挤的环境”。 另一方面,水分子的排列越低,其能量就越高。 现在,研究小组利用三菱电机的分子模拟技术,成功设计并开发出了一种热敏性聚合物凝胶,其主要成分是安全廉价的水,聚合物会随温度变化而改变形状,在加热时形成聚合物拥挤环境,并在世界上首次证明了即使是低温热量也可以高密度储存。
这种热敏聚合物凝胶是在实验室水平上合成和评估的,在低于 60°C 的低温储热条件下,达到了世界上最高的储热密度(562 kJ/L),是传统商业产品的两倍多。 此外,利用东京理科大学开发的合成反应控制技术实现了热敏聚合物凝胶的均质化,即使在大规模合成原型中也能确认与实验室水平相当的蓄热密度。
所开发的储热材料可有效回收和再利用工厂、汽车、办公室和住宅环境中的低温废热,而这些废热之前都被丢弃在大气中,从而减少化石燃料的消耗,并通过节能和去碳化为实现碳中和社会做出贡献。