日本研發水為主要成分的新型蓄熱材料 | 聯合早報

日本研究人員利用以水為主要成分的熱敏性高分子凝膠，研發出一種新型蓄熱材料。利用這種材料儲蓄60攝氏度以下的低温熱量，其蓄熱密度可高達每升562千焦。

新華社報道，三菱電機公司和東京科學大學日前聯合發佈公報介紹，工廠、汽車、辦公樓等排放的低温廢熱值得有效利用，但通常蓄熱温度越低，蓄熱密度也越低，迄今鮮有可以高密度儲蓄低温熱量的蓄熱材料問世。

本項研究中，研究人員模仿主要成分為水的生命體細胞質內的大分子擁擠環境，開發出新型蓄熱材料，其原料是以水為主要成分的熱敏性高分子凝膠。

以往研究顯示，在大分子擁擠環境下，水分子會被封閉在大分子之間的狹窄空間內，其排列就會被打亂，而水分子的特性是排列越亂，能量越高。研究人員因此推測，如果可以控制大分子擁擠環境，就有可能控制水分子能量的高低，從而提高蓄熱密度。

藉助三菱電機自主研發的分子模擬技術，研究團隊設計併成功研發大分子濃度高、擁擠環境可通過温度控制的熱敏性高分子凝膠。這種凝膠在放熱時呈現親水性，水分子排列在高分子凝膠內部。一旦加熱這種凝膠，它就會轉變成疏水性，高分子鏈收縮，內部形成擁擠環境，水分子排列結構就會被打亂，能量得以提高。

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公報説，這種新型材料儲蓄低温熱量的蓄熱密度可達到現有材料的兩倍以上，將有助於實現低温廢熱的回收再利用，應用於節能和脱碳社會建設。