Главная / Ученые показывают, как материал может охлаждать здания
20.11.2015 |
|
 На смену большим чиллерам, которые охлаждают больницы, музеи и другие учреждения, приходят более энергоэффективные системы, использующие новые материалы. Ученые заинтересованы в замене силикагеля, используемого в современных чиллерах, новыми молекулярными материалами из молекулярных сеток или металлических органических структур. Структура удерживает большее количество хладагента, что делает ее более эффективной. Исследователи Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории и Университета Амстердама впервые определяют, как эти перспективные структуры взаимодействуют с фторуглеродными хладагентами.
Охлаждение массивного здания в течение долгого, жаркого лета требует большого количества энергии. Производства этой энергии создает углекислый газ и другие загрязняющие вещества, которые могут нанести вред здоровью человека и окружающей среде. Если охлаждение системы станет более эффективным и будет использовать меньше энергии, то меньше загрязняющих веществ будут освобождено
Группа исследователей начала с двумя различными металлоограническими структурами, чтобы увидеть, как внутренняя структура конструкции оказывает негативное влияние на способность материала к адсорбции ряда молекул хладагента. Исследователи выбрали фторуглероды, простые молекулы из фтора, хлора, углерода и атомов водорода. Они изучили шесть молекул с различным количеством атомов хлора и фтора, начиная с метана, который содержит только углерод и водород, и заканчивая R12, который имеет два атома хлора и два атома фтора, окружающие один атом углерода.
Использование подход создания, компьютерного моделирования и измерения, они исследовали, как твердые металлоогранические структуры и газообразный хладагент взаимодействуют друг с другом. Металлоогранические структуры на основе никеля имеют потенциал в датчиков или других устройствах, которые нуждаются в материале для эффективного отделения одного фторуглерода от другого. Каркас на основе никеля быстро адсорбирует R12. В то время как MIL-101 с его иерархической структурой пор медленнее подбирал хладагенты, ученые обнаружили, что у него было гораздо больше возможностей, потому что он имеет более высокую площадь поверхности, чем металлоогранические структуры на основе никеля.
С MIL-101, материал стал вмещать больше хладагента, а температура кипения фторуглеводорода выросла. Это означает, что R12 реагирует сильнее, чем метан, потому что R12 имеет более высокую температуру кипения.
Исследователи продолжают изучать взаимодействие между различными металлоограническими структурами и фторуглеродами для тестирования конструкций чиллера с новыми материалами.
|
|
