最近，“能量儲存”已成為以其他形式儲存電能的同義詞，通常是在電化學電池中。但是你將如何儲存熱能呢？熱水？熔鹽？好吧，通過這些方法，您最多可以將熱量儲存幾個小時或幾天。我們能在夏天吸收熱量并儲存到冬天嗎？

根據德國弗勞恩霍夫研究所的研究，答案似乎是肯定的。他們的解決方案：沸石。沸石是氧氣濃縮器中使用的礦物質，它們的分子篩阻止（較大分子）氮氣通過，釋放出富含氧氣的空氣。弗勞恩霍夫研究所的研究人員正在將沸石用于另一種用途——儲存熱量。

該研究所的一篇論文稱，天然沸石是一種“熱化學”存儲材料。“與水不同，沸石不會直接儲存熱量——相反，熱量會帶走儲存在材料中的水。因此，在能量狀態下，沸石是完全干燥的；相反，當水蒸氣通過顆粒時，就會釋放熱量。”

這里的優點是能量不是以增加熱量的形式存儲，而是以化學狀態存儲。這意味著在長期儲存期間不會損失熱量。然而，也有另一面。沸石的導熱性很差，這使得熱量更難從熱交換器傳遞到材料并返回。

弗勞恩霍夫有機電子、電子束和等離子體技術 FEP 研究所的一組研究人員通過他們的 ZeoMet 項目解決了這個問題?！拔覀冇娩X包覆了沸石顆?！诘谝淮螄L試后，這使熱導率增加了一倍，而且不會對水的吸附和解吸產生負面影響。”據弗勞恩霍夫 FEP 項目經理 Heidrun Klostermann 稱，研究人員目前正試圖通過調整涂層將其增加五到十倍。

雖然這聽起來相對簡單，但它實際上帶來了相當大的挑戰。對于一升直徑為 5 毫米的顆粒，大約 10,000 個這樣的小顆粒必須均勻地涂上鋁。對于一毫米的粒度，這相當于一百萬個總表面積為 3.6 平方米的顆粒。顆粒越小，過程越具有挑戰性。然而，較小的晶粒也增加了蓄熱系統的比功率密度。為了獲得足夠的導熱性，涂層必須有幾十微米厚——對于真空涂層工藝，這比通常厚得多。

盡管如此，研究人員克服了這些挑戰。他們研究了熱蒸發，即鋁線在真空中連續送入加熱的陶瓷板上，使鋁蒸發并沉積在顆粒上作為涂層。顆粒必須在桶中連續循環以均勻地涂覆它們。Klostermann 說：“主要的困難在于在顆粒滾動時對其進行涂層，以及確保涂層均勻到足夠的程度?！?“我們的工程師、物理學家和精密機械師的出色合作是幫助我們實現這一目標的主要資產?！?/p>

沸石不僅可以用于蓄熱，還可以為家用太陽能集熱器以及移動應用提供冷卻。例如，在商用車輛中，動力裝置的熱量損失可用于空調作為熱化學循環的一部分。據弗勞恩霍夫 FEP 研究人員稱，所使用的混合材料帶來了新的挑戰。

因此，他們希望加強與材料開發商和系統工程師的聯系，以尋找靈活供應供暖和制冷的解決方案。