در یک کشف پیشگامانه، به نظر می رسد محققان راهی برای طراحی تغییر فاز مواد کامپوزیت که می توانند انرژی را در باتری های حرارتی ذخیره کنند، یافته اند.
به گزارش تکناک، این مواد نوآورانه مانند باتری که انرژی الکتریکی را ذخیره می‌کند می توانند گرما (در این مورد، انرژی حرارتی) را ذخیره کند. این مواد نوآورانه با فلزاتی که گرما را به سرعت به اطراف منتقل کنند، می‌توانند مقدار زیادی گرما ذخیره کنند. به‌علاوه، محققان می‌خواستند بفهمند چگونه می‌توان در سریع‌ترین زمان ممکن و بدون بزرگ‌تر کردن یا سنگین‌کردن این مواد، گرمای بیشتری در آنها ذخیره کرد.
در حالی که ذخیره انرژی به این روش چیز جدیدی نیست، طراحی نسبتاً ساده کامپوزیت ها می تواند راه را برای استفاده از آنها در کاربردهای مختلف، از گرم کردن ساختمان ها تا تامین انرژی اتومبیل های برقی، باز کند. طراحی به گونه‌ای است که می‌توان از منابع انرژی خود به نحو احسن استفاده کرد. این می تواند پیامدهای قابل توجهی برای همه چیز داشته باشد، از نحوه گرمایش و انرژی خانه هایمان گرفته تا طراحی وسایل نقلیه کم مصرف.
مطالعات قبلی اثربخشی سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی حرارتی را مورد بررسی قرار داده‌اند، اما هیچ‌یک مانند آنچه که توسط تیم کشف شده است، بینشی در مورد افزایش نرخ عملکرد ، بهینه‌سازی و پیش‌بینی عملکرد ارائه نکرده است.
محققان این مطالعه در دانشگاه A&M تگزاس بر طراحی تغییر فاز مواد کامپوزیت که فلزات با رسانایی حرارتی بالا را برای ذخیره انرژی حرارتی به عنوان گرمای نهان ترکیب می‌کنند، تمرکز کردند. هدف این بود که ماده ای ایجاد شود که تعادلی بین چگالی انرژی و چگالی توان برقرار کند و امکان ذخیره سازی کارآمد و شارژ سریع بدون اضافه کردن وزن یا حجم غیر ضروری را فراهم کند. اساساً، چالش ایجاد ماده‌ای بود که بتواند انرژی زیادی را ذخیره کند و در عین حال به سرعت شارژ شود، بسیار شبیه به یک وسیله نقلیه الکتریکی.
این تحقیق توسط دفتر تحقیقات نیروی دریایی تأمین مالی شد و محققان موفق شدند راهی برای طراحی این مواد با در نظر گرفتن موارد کلیدی ذیل ایجاد کنند.
در اصل، تیم نشان داد که با در نظر گرفتن سیستم به عنوان یک ماده کامپوزیت موثر، آنها می توانند محاسبات را ساده کرده و پیش بینی کنند که بهترین ساختار چیست. می توانید دستاورد های این تحقیق را در کتابخانه آنلاین Wiley مشاهده کنید.
