열 스폰지 배터리로 냉각 부하 감소

지구 온도가 상승함에 따라 건물은 냉각 수요가 증가하고 에너지 시스템에 압력을 가하며 전력 소비를 증가시킵니다.기존 소재는 제한된 열 저장을 제공하므로 편안한 실내 조건을 유지하기 위해 에너지 집약적인 에어컨에 의존해야 합니다.에너지 사용을 줄이고 온도 변동을 원활하게 하려면 효율적이고 확장 가능한 축열 재료가 필요합니다.

연세대 연구진이 건물용 소형 열전지 역할을 하는 '열스펀지' 복합재 EMBC16을 개발했다.이 소재는 낮 동안 과도한 열을 저장했다가 온도가 떨어지면 이를 방출하여 폭염으로부터 실내 환경을 완충하고 연간 냉각 에너지 사용량을 54% 줄이면서 전체 냉각 수요를 24.3% 줄입니다.

이 재료는 단순한 점토 복합재에 비해 에너지 저장량이 223% 증가하여 그램당 121.3줄을 저장합니다.열전도율이 78% 더 높고, 1,000회 가열 및 냉각 주기 후에도 95.9% 이상의 용량 유지율과 파라핀 성분 누출이 2.2% 미만으로 장기 안정성을 나타냅니다.이 복합재는 높은 표면적과 효율적인 열 전달을 위해 설계된 바이오 숯과 몬모릴로나이트 점토의 3D 다공성 프레임워크에 헥사데칸을 주입하여 만들어졌습니다.

연구의 주요 특징은 다음과 같습니다.

점토 복합재보다 223% 높은 121.3 J/g의 높은 에너지 저장량
더 빠른 열 전달을 위해 78% 향상된 열전도율
장기 내구성: 1,000회 주기 후에도 95.9% 용량 유지
파라핀 상변화 물질의 낮은 누출(<2.2%)
바이오 숯과 몬모릴로나이트 점토를 이용한 바이오미네랄 뼈대
이 연구 작업을 주도한 Dimberu G. Atinafu는 "파라핀을 위한 보다 친환경적인 지지 프레임워크를 설계함으로써 우리는 더 많은 열을 포착하고 더 효율적으로 이동할 수 있으며 바이오매스와 지구 광물에서 추출한 재료를 사용하여 이를 수행할 수 있습니다."라고 말합니다.