蓋世汽車訊 相變材料（PCM）是一種在物質(zhì)的兩種基本狀態(tài)（例如固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)）之間轉(zhuǎn)換時釋放或吸收能量的物質(zhì)。濕毛巾可以降低溫度也是因為濕毛巾中含有水，而水是一種PCM，會在蒸發(fā)，也就是從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)時吸收熱量。

由于社會不斷從化石燃料轉(zhuǎn)向僅間歇性可用的可再生能源，可吸收和釋放能量的PCM最近得到諸多關注。由于夜間無陽光且風向多變，因此我們無法在需要時捕獲能量；因此我們需要找到方法來存儲能力以備將來使用。而PCM有望成為一種存儲解決方案，但目前該材料受到技術限制。

據(jù)外媒報道，伊利諾伊大學香檳分校（University of Illinois at Urbana-Champaign）博士指導教師Nenad Miljkovic表示：“所有熱能存儲（TES）系統(tǒng)都有兩個重要指標，分別是能量密度，即每單位體積或每單位質(zhì)量可以儲存的能量；以及功率密度，即可從系統(tǒng)中每單位體積或每單位質(zhì)量提取能量的速率。但大多數(shù)系統(tǒng)無法實現(xiàn)兩種指標均保持高水平。”

圖片來源：伊利諾伊大學香檳分校

Miljkovic還表示：“三四十年來，人們解決該問題的方式是制造符合材料，其一部分材料為金屬或金屬基體，以幫助傳導熱量并實現(xiàn)良好的功率密度，但卻也因此降低了材料的存儲性能及能量密度。但此次我們開發(fā)出全新方法，即將PCM至于熱源旁邊，從而僅對熔化的PCM施加少許壓力，進而可將能量密度和功率密度隔離開來。”

此前，為了實現(xiàn)從固體到液體的轉(zhuǎn)變，研究人員使用固定熱源來熔化相鄰的固定 PCM塊。隨著熱量熔化PCM的近側(cè)，PCM的“熔化前沿”會遠離熱源，且熱源和收縮PCM間越來越遠的距離會減少功率密度，并降低系統(tǒng)效能。

實驗證明，新研究方法效果顯著。Miljkovic稱該方案的靈感來自于低技術觀察，即在熱鍋中按壓黃油會比不動它化的更快。因此，新解決方案十分簡單，并不需要復雜材料或昂貴系統(tǒng)。

另一位研究院William King也稱：“長期以來，研究人員對熱存儲一直很感興趣，但該技術的應用并不廣泛。因此我們需要實現(xiàn)高功率，才能使該技術應用于電動汽車、發(fā)電和數(shù)據(jù)中心等要求嚴苛的應用中。而我們的研究方案或可實現(xiàn)高功率熱能存儲。”

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