دانشمندان موفق شدهاند یک ماده طبیعی و دوستدار محیطزیست بسازند که میتواند گرما را بدون نشت و هدر رفتن ذخیره کند.
به نقل از اینترستینگ انجینیرینگ، دانشمندان موفق شدهاند یک ماده جدید و دوستدار محیطزیست بسازند که میتواند مشکل قدیمی «نشت مواد ذخیرهکننده گرما» را حل کند؛ موادی که در ساختمانها، انرژی خورشیدی و وسایل الکترونیکی کاربرد دارند اما هنگام ذوب شدن از جای خود خارج میشوند.
بعضی مواد خاص وجود دارند که میتوانند گرما را در خود ذخیره کنند و بعداً دوباره آزاد کنند. این مواد که به آنها «مواد تغییر فاز» گفته میشود، وقتی گرم میشوند ذوب میشوند و گرما را نگه میدارند و وقتی سرد میشوند دوباره سفت شده و گرما را آزاد میکنند.
مشکل اصلی این مواد این است که وقتی ذوب میشوند، نشت میکنند و همین موضوع باعث میشود استفاده از آنها در دنیای واقعی سخت و پرهزینه باشد.
حالا پژوهشگران راهحل جالبی پیدا کردهاند. آنها از کیتین استفاده کردهاند؛ مادهای طبیعی که در پوسته میگو، خرچنگ و بعضی قارچها وجود دارد و معمولاً بهعنوان ضایعات دور ریخته میشود.
دانشمندان این ماده طبیعی را به شکل یک اسفنج فوقسبک و بسیار متخلخل درآوردهاند که به آن «ایروژل» گفته میشود. سپس این ایروژل را به یک چارچوب کربنی محکم تبدیل کردهاند تا بتواند ماده ذخیرهکننده گرما را در خودش نگه دارد.
نتیجه این کار یک ماده جدید است که حتی وقتی گرم و ذوب میشود، هیچ نشتی ندارد. گرما داخل آن ذخیره میشود اما ماده از جای خود بیرون نمیریزد.
آزمایشها نشان میدهد این ماده میتواند:
مقدار زیادی گرما را در خود نگه دارد.
بعد از ۱۰۰ بار گرم و سرد شدن، هنوز بیش از ۹۷ درصد کارایی اولیه خود را حفظ کند.
بدون آسیب دیدن یا تغییر شکل، بارها مورد استفاده قرار بگیرد.
این فناوری میتواند:
#به کاهش مصرف انرژی در ساختمانها کمک کند.
بازده انرژی خورشیدی را بالا ببرد.
در خنکسازی وسایل الکترونیکی مثل باتریها و تجهیزات صنعتی کاربرد داشته باشد.
از همه مهمتر اینکه ماده اولیه آن از ضایعات طبیعی ساخته شده و به محیطزیست آسیب نمیزند.
در سالهای اخیر، یکی از چالشهای مهم در ذخیرهسازی انرژی حرارتی استفاده از موادی بوده که توانایی جذب و ذخیره گرما دارند، اما هنگام تغییر حالت (مثلاً از جامد به مایع) نشت میکنند.
این مشکل باعث شده بود که استفاده از این مواد در ساختمانها، سیستمهای خورشیدی و تجهیزات خنککننده کاربردی و پایدار نباشد. پژوهشگران طی دهه گذشته تلاش کردند تا با قرار دادن این مواد داخل ساختارهای متخلخل و جامد مثل ژلهای سبک، از نشت جلوگیری کنند، اما اغلب این راهحلها یا هزینه بالا داشتند یا بهطور کامل مشکل را حل نمیکردند.
اکنون محققان با استفاده از کیتین و تبدیل آن به چارچوب کربنی متخلخل توانستهاند این مانع را بهطور مؤثر برطرف کنند و مسیر استفاده تجاری و عملی از این فناوری را هموار کنند.
