赤藻糖醇漿體：廢熱回收的新希望

在全球永續發展的目標中，能源效率扮演著至關重要的角色。然而，工業製程中仍有大量低溫廢熱未被有效利用。最近，日本的研究團隊發現赤藻糖醇漿體作為一種潛在的熱傳遞介質，可用於熱能儲存與運輸，這項發現有望推動能源效率的提升與碳中和目標的實現。

能源效率是減少碳排放最直接且有效的方式之一，而工廠廢熱，尤其是低溫範圍（低於230°C）的廢熱，目前仍被嚴重低估。全球許多研究人員正致力於探索如何將這些廢熱轉化為熱能，例如直接應用於工業操作或轉換為住宅供暖等其他用途。然而，要實現這一目標，首先需要建立一套有效的潛熱儲存與運輸系統。

過去幾十年來，使用相變材料（PCM）漿體來實現這一目的的興趣逐漸增加。相變材料在相變過程中能交換大量熱能，因此被視為管理廢熱的潛在解決方案。在此背景下，由日本信州大學的助理教授安部俊介領導的研究團隊，將目光投向了赤藻糖醇漿體，並對其流變特性進行了深入研究。

在最新發表於《實驗熱與流體科學》期刊的研究中，團隊分析了赤藻糖醇顆粒與載體流體（赤藻糖醇水溶液）之間的密度差異如何影響漿體的流動模式與流變行為。他們在層流條件下進行了一系列實驗，系統性地測量了壓力降與流量，並調整了固體分數與密度差異。

值得注意的是，赤藻糖醇漿體表現出非牛頓流體的特性，即其黏度會隨著流動條件而變化。研究發現，在較高的固體分數與較低的載體濃度下，漿體的非牛頓特性更加明顯，且隨著流量增加，黏度下降幅度更大。相反，在較低的固體分數下，載體濃度對這一特性的影響較小。

為了更好地描述這種行為，研究人員分析了漿體的粒子雷諾數，這是一個基於漿體速度、密度差異、載體流體黏度與顆粒大小的引數，用於描述固體顆粒與周圍流體的相互作用。結果顯示，粒子雷諾數與固體分數在預測非牛頓效應中扮演關鍵角色，這使他們能夠建立這些引數與量化非牛頓行為的冪律指數之間的關聯。

安部博士指出：「這項發現為預測赤藻糖醇漿體及其他相變材料漿體的傳輸特性提供了新方法，這對於設計高效能的熱能運輸系統至關重要。」

這項研究的意義深遠，因為理解相變材料漿體的流變特性可推動多種永續應用。例如，在工廠與發電廠中，赤藻糖醇漿體可用於捕獲並高效運輸未利用的低至中溫廢熱，從而解決製造與發電過程中的能源浪費問題。

此外，住宅與商業建築的熱水供應與空調系統也是潛在的應用領域。安部博士解釋：「利用相變材料漿體的熱能儲存系統可以在非尖峰時段儲存熱能，並在需要時釋放，有效平衡能源負載、提升效率並降低尖峰電力需求，這對電網穩定性至關重要。」

相變材料漿體還可用於熱電聯產系統（CHP），這些系統從單一能源同時產生電力與有用熱能，相較於傳統發電方式，能顯著提升效率。透過整合相變材料漿體，這些系統能夠儲存多餘熱能並在需要時釋放，最佳化廢熱利用，使熱電聯產成為更具成本效益的解決方案。

這項研究透過洞察與創新，為實現碳中和未來鋪平了道路，讓我們能夠更有效地利用各種形式的可用能源。