Композиционный материал, обладающий способностью к накоплению энергии, который предполагается использовать в строительстве для повышения энергоэффективности зданий, разрабатывают специалисты Центра НТИ «Цифровое материаловедение: новые материалы и вещества» МГТУ им. Н. Э. Баумана и Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии (ФИЦ ПХФ и МХ) РАН, 1 августа сообщает пресс-служба МГТУ.

Такой материал при кратковременных отключениях энергии в системе горячего водоснабжения и теплоснабжения поможет поддержать комфортную температуру в помещениях.

Руководитель группы спектроскопии наноматериалов ФИЦ ПХФ и МХ РАН Сергей Баскаков рассказал, что для теплового хранения энергии, защиты от перегрева электронных компонентов, регулирования температуры внутри помещений, а также в качестве портативных теплоаккумуляторов для медицины и физиотерапии и пр. могут использоваться материалы с фазовым переходом (МФП).

МФП поглощают тепло в процессе плавления, а в процессе затвердевания его выделяют. Таким образом, эти материалы могут работать как аккумуляторы тепла. Ученый пояснил, что используя МФП как добавки, например, в строительные смеси, то за счет сглаживания ими колебаний дневных и ночных температур в процессе накопления и отдачи скрытого тепла можно будет поддерживать в жилых помещениях более комфортную температуру от пяти часов до суток. С помощью МФП можно даже создавать системы для домов с почти нулевым потреблением энергии.

«Кроме этого, добавки наиболее распространенных (парафины, воск, жирные кислоты) увеличивают гидрофобные свойства отделочных материалов, что замедляет или полностью исключает процессы грибкового поражения стен, потолков и полов, что особенно актуально для влажных помещений», — добавил эксперт.

Ведущий инженер Центра НТИ «Цифровое материаловедение: новые материалы и вещества» МГТУ Вадим Истомин отметил, что в строительной отрасли наблюдается тенденция к снижению потребления зданиями тепловой энергии за счет использования современных теплоизоляционных материалов и ограждающих конструкций. Но тепловые характеристики зданий могут быть улучшены и за счет применения МФП.

«Энергетический и экономический эффект от применения МФП в строительных конструкциях составляет от 2 до 13% и зависит как от типа материала, так и от региона применения, что является значимым», — дополнил специалист.

Для северных регионов России, где низкие температуры держатся долго, из МФП-композитов можно изготавливать «грелки» — портативные варианты теплоаккумуляторов для обогрева тела сухим теплом, термофоры. Температура таких грелок будет в пределах 50–60 °С, а быстро зарядить такой теплоаккумулятор можно с помощью бытовой микроволновой печи.

По своей природе МФП условно делятся на органические и неорганические, продолжил свои объяснения Баскаков. К неорганическим МФП относятся соли, металлы и их сплавы, а в состав органических МФП входят парафины, жирные кислоты и спирты. Но массового производства таких материалов в России в настоящее время нет.

«Основной задачей проекта является увеличение теплопроводности таких МФП-композитов, для этого используются разработанные в ФИЦ ПХФ и МХ РАН графеновые материалы. Увеличение теплопроводности МФП позволит увеличить скорость заряда и разряда теплоаккумуляторов на их основе, что повысит их эффективность», — рассказал эксперт.