热能存储？糖醇妙手回春！

材料牛注：随着环保理念的深入人心，太阳能、风能等可持续能源近年来成为炙手可热的研究方向。然而，可持续能源好用可不易于存储。针对这一问题，研究人员脑洞大开，利用平常生活中常见的糖醇与热门的碳纳米管进行复合，成功制备新型相变材料，从而可以将可持续能源转化为热能进行存储。下面，让我们看糖醇如何妙手回春挽救多余的能源！

近年来，科学家和研究人员不断寻求新的方法来减少化石燃料的使用，控制二氧化碳排放量，但是热量储存方式这一问题常常被忽视。比如太阳能和风能的收集以及使用已经被大量科研人员进行研究，但是如何储存能量以供阴天或无风天气使用这一问题却鲜少有人涉猎。

我们所认为的传统存储器件一般是电池或是蓄电站，但仅靠这两个器件解决能源存储问题无疑是杯水车薪。事实上，它们的低效性实际上可以抵销太阳能和风能所带来的环境效益。

目前已被证明的关于存储问题的一个解决途径是将能量转换成热能，并将其储存在热能存储器件中，这样就能更好地利用废热，并降低成本。不过在热能的被广泛使用之前，研究出高性价比、高密度存储技术势在必行，而这就是欧盟资助的SAM.SSA项目。

换位思考

该项目的目的是开发出新的相变材料（PCM），该材料能在中等温度范围内进行季节性热能存储（STES）。研究人员希望这些材料是低成本、对环境无害、安全和易于使用的。此外，该材料能提供比当前所知的材料更低的热损失，从而能够作为一个长期的能源存储解决途径。

这一方案的创新点在于PCM通常不被看做是STES材料，因为它们没有足够的能量密度，且在存储过程中为了保持温度超过熔点引起保温不足从而发生凝固现象。

神奇的材料

对于SAM.SSA项目来说，解决PCM问题的一种神奇的材料是糖醇，这是一种常见的可大量获得的食品工业废料，又称基于糖醇分子合金（MASA），这种材料可以改变熔点，从而显著提高能量密度。在期刊 Physical Chemistry上发表的一篇文章表示，糖醇与碳纳米管复合可以作为储存可再生能源的材料。

该项目侧重于糖醇，因为它们的高过冷度能将PCM凝固的风险降到最低。它们还降低了对保温的需求，以及长期储存过程中的热损耗。借助热冲击或超声诱导材料的成核与结晶，从而允许存储系统进行简单而有效的放电。

奠定基础

研究人员发现，当不同尺寸的碳纳米管与两种类型的糖醇（赤藓醇和木糖醇）复合时，复合物中的热传递将使得碳纳米管直径减小。另外，他们还发现较高密度的复合物有着更好的热传递效应。这些研究结果是显著的，因为它们奠定了糖醇基能量储存系统的未来设计的基础。

在该项目临近尾声时，研究人员创建了一个利用纯糖醇或糖醇的复合物来实现结晶的早期原型。随着该原型的基本概念以及开发策略的进一步研究，SAM.SSA项目的相关研究人员有望使用MASA来解决能源存储相关的问题。

原文链接：A Sweet Solution to the Thermal Energy Storage Problem.

文献链接：Nanoscale Heat Transfer in Carbon Nanotubes - Sugar Alcohol Composite as Heat Storage Materials.

本文由编辑部杨洪期提供素材，应豆编译，点我加入材料人编辑部。