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研究小组介绍了为更温暖的世界提供更绿色空调的路线图
2022年07月31日    阅读量:     新闻来源:中国化工网 okmart.com  |  投稿

当酷暑来袭时,空调开启,能源需求飙升,电网紧张。在全球变暖的情况下,更高效的冷却方案将在遏制与冷却相关的能源需求增长方面发挥重要作用。对于生活在赤道周围国家的近80%的全球人口来说,情况尤其如此,在那里,即使气温小幅升高也可能危及生命中国化工网okmart.com


太平洋西北国家实验室(PNNL)的新研究提供了一个路线图,概述了如何在工业开发和支持下实现更高效的冷却系统。受邀的研究报告发表在《化学研究学报》上。

PNNL化学工程师兼通讯作者拉达·莫特库里(Radha Motkuri)说:“目前,这是一门基础科学。然而,这可能会改变工业的游戏规则。”


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冷却化学

Motkuri和研究团队研究了一种可以显著节约能源的方法:吸附冷却。这些系统可以利用建筑或工业工厂的少量废热来驱动蒸汽制冷剂和固体材料之间的反应。“一旦我们第一次输入功率,就是这样,”莫特库里解释道。“然后,系统继续循环鈥攁吸附,解吸,吸附,解吸鈥攚输入功率非常小。”这与使用压缩机且需要定期输入能量的传统冷却系统形成直接对比。


调整吸附式冷却系统以实现理想的冷却能力和能效需要了解系统的蒸汽制冷剂(称为客体)和固体吸收性材料(称为主体)之间的复杂化学。莫特库里和他的合作者深入研究了这些细节鈥攁调整固体吸附剂的孔隙几何形状、化学相互作用的速度,甚至固体材料中微小缺陷的影响鈥攖o了解它们如何影响整个系统。最近,该团队受邀将其工作汇编成一个高效的集成,可以帮助冷却行业的开发人员满足对更节能选项的需求。


“基于制冷剂的吸附式冷却消除了主要的成本、效率和可靠性问题,这些问题限制了当前水基吸附式冷却系统在商业和住宅建筑中的应用,”领导PNNL吸附式冷却工作多年的实验室研究员兼化学工程师皮特·麦克格雷尔说。“这篇期刊文章简要介绍了多年来对新型吸附剂-制冷剂对的研究,这些研究极大地推动了吸附冷却技术的发展。”


环保组件

随着全球热浪的上升,到2050年,与冷却相关的能源需求预计将增加两倍,人们正在推动使用环境足迹更小的冷却系统。除了更节能的系统外,这还包括改变制冷剂的标准。未来几年,将逐步淘汰常用的氢氟碳制冷剂,转而使用更环保的氢氟碳烯烃(HFO)。氢氟碳化合物的全球变暖潜力接近于零,这意味着氢氟碳化合物的排放与氢氟碳化合物制冷剂的排放相比,其在大气中的相对热量要少得多。


意识到这一转变,Motkuri和他的合作者使用现成、廉价的氢氟碳制冷剂R-134a进行了测试。这种氢氟碳制冷剂具有很高的全球变暖潜力,但其化学行为与氢氟碳化合物类似,这使其成为研究未来将使用氢氟碳化合物的吸附冷却系统的分子相互作用的合适替代品。研究人员期待着在未来的吸附冷却研究中整合氢氟辛烷磺酸,作为绿色冷却系统的下一步。

标签:化学试剂今日头条精细化学品市场评论行业资讯仪器设备
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