Pixabay License. Volné pro komerční užití

Burel může fungovat jako účinný zásobník tepla

Burel (oxid manganičitý, MnO2), levná látka běžně používaná v chemických laboratořích, může podle nové studie dobře uchovávat a zase uvolňovat tepelnou energii. Výzkum by mohl vést k efektivnějšímu opětovnému využití průmyslového odpadního tepla, uvádějí vědci z japonské Tohoku University a firmy Rigaku Corporation.
Výzkumníci použili vrstevnatý oxid manganičitý obsahující ionty draslíku a navázanou vodu. Tento materiál je svým složením dosti podobný birnesitu, minerálu, který se běžně vyskytuje na zemském povrchu. Vědci připravili sloučeninu ve formě nerozpustného černého prášku a poté zkoumal její krystalovou strukturu pomocí rentgenového difraktometru a transmisního elektronového mikroskopu. Dále sledovali, jak se struktura MnO2 mění při zahřívání/ochlazování, kolik tepelné energie se ukládá a uvolňuje a jak rychle. Zahřátím na 200︎ °C došlo k dehydrataci materiálu. Když se dehydratovaný oxid manganičitý ochladil pod 120︎ °C v suché nádobě a poté byl vystaven vlhkému vzduchu, absorboval molekuly vody a uložené teplo přitom zase uvolnil.
Hydratace/dehydratace je dobře vratná, proto je pro opakované procesy s ukládáním a uvolňování tepla mnohem vhodnější než než třeba pohlcování tepla spojené s chemickým rozkladem materiálu (PH: pro šťouraly, ano, uvolnění vody z hydrátu je vlastně také rozklad). Změna probíhá rychle a nedochází ani k zásadnějším proměnám struktury. Důležité je i to, že vrstevnatý burel není degradován ani atmosférickým kyslíkem a nerozpouští se ve vodě. Shrnuto, materiál má dlouhou životnost, rychle se „nabíjí“ i „vybíjí“ a v porovnání s dalšími kandidáty na podobnou funkci patří k jeho výhodám také to, že v přepočtu na jednotku objemu dokáže uložit velké množství tepla.
Proces se označuje jako ukládání nízkoenergetického tepla. V některých průmyslových procesech by se hodilo ukládat a dále využívat tepelnou energii za mnohem vyšších teplot, k tomu MnO2 vhodný není.

Takuya Hatakeyama et al, Excellently balanced water-intercalation-type heat-storage oxide, Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-28988-0
Zdroj: Tohoku University / Phys.org

Proč některé rampouchy mají vlny? Kvůli rozpuštěným látkám

Některé rampouchy vznikají s rovných povrchem, jiným na na něm v průběhu růstu vytvářejí vlnky, …

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close