美国科研团队研发木质储热材料提升建筑能效
2026-02-03 08:46
来源:德克萨斯大学达拉斯分校
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德克萨斯大学达拉斯分校的研究人员及其合作者开发并获批一项专利,他们成功研发了一种基于木材的复合材料。这种材料能够吸收、储存并释放热量,有助于在不依赖额外电力的情况下调节建筑内部温度。

最终复合材料样品。

该研究由埃里克·琼森工程与计算机科学学院机械工程系的助理教授崔爽博士领导。相关研究报告作为2025年“有前途的青年科学家”特刊的一部分,已发表于《今日材料能源》12月刊。研究团队的合作方包括国家可再生能源实验室、科罗拉多大学博尔德分校、劳伦斯伯克利国家实验室及加州大学伯克利分校等机构。

这项技术的核心是相变材料。此类材料在熔化和凝固过程中分别吸收和释放大量热量。将其应用于建筑材料,有望降低建筑物的能源消耗,提升整体能效。崔爽博士解释说:“在夏季,这类材料可以吸收外部热量,减缓室内温度上升。如果用量足够,可能减少空调的使用。”

相变材料在实际应用中常面临液态时泄漏的难题。为解决此问题,研究团队创新性地采用了木材作为基体。他们去除了木材中的木质素,形成多孔海绵结构,再将相变材料与一种能形成软塑料的成分混合后注入其中。这种复合结构能将液态的相变材料有效锁定,同时增强了木材本身的强度。

实验结果表明,这种新型木质复合材料在经历超过1000次加热与冷却的循环后,未出现泄漏或性能衰减。该研究的共同作者、机械工程教授卢宏兵博士表示:“与许多牺牲强度的储能材料不同,这种以木材为模板的相变材料复合材料在反复循环下保持了机械完整性,使其兼具节能性和耐用性。”

研究人员计划进一步优化该项技术并推动其商业化应用。参与研究的博士生古斯塔沃·费利西奥·佩鲁奇表示:“能够参与这个项目令人兴奋,它展示了在建造更舒适、更节能建筑方面的潜力。”

更多信息:作者:Kyle EO Foster等人,标题:《用于建筑物中持久且形状稳定的热能存储的木质模板支撑相变材料复合材料》,发表于:《今日材料与能源》(Materials Today Energy ) (2025)。

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