暖心！盐化合物伴你度过寒冷的冬季

材料牛注：暖手袋的吸热放热原理众所周知，利用这一原理，盐和太阳能可以满足未来房子的能量需求吗，前途又在哪里？

一些诸如太阳能的可再生能源在给房屋供热方面潜能巨大。目前，绝大多数的房屋仍然由化石燃料供热，这些燃料燃烧产生的温室气体对环境和气候非常不利。若把产出的多余能源储存起来以后利用，可以有效地提高可再生能源的利用率。而能否将能源完全存储对研究人员是个极大的挑战，为解决这个问题，他们已经反复研究了很多年。

丹麦技术大学土木工程的博士 Mark Dannemand在他的论文中就研究这个难题。他构想利用一种盐化合物来解决热存储问题，这种盐化合物可以储热，需要能量时可以激发它放热，功能类似于热水瓶。

Mark Dannemand表示，为了使太阳热能系统在没有阳光时也能满足人们的需求，存储太阳热能便是其中重要一环。因此非常有必要研究出一种有效的储能方法，这样可以保证我们在有需要时得到足够的热能。

灵感来源于暖手袋

Mark Dannemand的研究灵感来源于暖手袋，这种暖手袋从上个世纪70年代就出现在市场上了。

这种暖手袋中有一种盐化合物，把暖手袋水煮十分钟，在吸收的热量后可以在需要时触发放热。热量释放是通过破坏暖手袋中的金属板，金属板的破坏引发化学反应从而释放热量。这相当于给你了一个便携式储热装置，在需要热量时可以触发它放热。

Mark Dannemand解释道，长久以来人们都对暖手袋的原理有所了解，但从未有人尝试将这个原理运用在大规模的试验上。因此，我和同事们开发了一种热存储装置的模型，该模型正在我的研究课题中接受测试。

Mark Dannemand关于热存储的试验是在58℃熔融盐化合物三水醋酸钠。在熔融盐化合物的过程中，大量的热被吸收，这些热量被称为熔解热。盐拥有使周围温度冷却至低于熔点而不再凝固的性质，这个过程称为过冷。通过这一过程，热量能够被很好的存储起来而不是进一步散失在环境中。当有产热需求时，可以通过诱导盐化合物的凝固，释放其中的熔解热。

满量程测试展现巨大潜力

在 Mark Dannemand的博士论文中，他在实验室测试了两种不同设计原型的热存储设备，一个是丹麦技术大学土木工程开发的，另一个则是行业合作伙伴开发的。

Mark Dannemand解释道，测试结果表明这一存储原理已经被运用至最大限度。通过这一原理，我们可以获得稳定的过冷，并得到一个含有220kg盐的储热装置，它能够稳定储热长达两个月。为了防止自发冷却，我们设计并控制了存储量以至于在加热和冷却过程中不会有压力的增加。同时，利用添加剂对盐的热含量进行了优化，减少盐发生相分离的可能。并且我们还研发出了一种具有更高热传导率的新型盐混合物。

从长远来看，将热量从夏季储存至冬季的方法使得房子可以在全年范围内利用太阳能，即满足能量的自给自足。虽然实验室测试证明，该存储方法已经能被最大限度地运用，但还有待将理论运用到日常实践中。如果运用目前的方法，想要在冬季的一星期内保持一个小房子能量的自给自足需要足足2t的盐水合物，这就非常的不便。

原文链接：Salt and solar heat can power future houses

本文由编辑部顾玥提供素材    刘万春编译    黄超审核