2021年3月31日
在闷热的夏天的午后,加热、通风和空调(HVAC)系统提供急需的严酷的湿热。这些系统通常有除湿机,目前不节能,喝下约76%的电力在商业和住宅建筑。
德州农工大学在一项新的研究中,研究人员描述了一种有机材料,称为聚亚醯胺,干燥的空气,使用更少的能量。此外,研究人员称polyimide-based除湿机可以降低空调的价格系统,目前成本数千美元。
“在这项研究中,我们把现有的而健壮的聚合物,然后改进了除湿效率,”Hae-Kwon桢说,麦克费林教授阿蒂·麦克费林化学工程系。“这些聚合物膜,我们认为,将有助于开发下一代暖通空调和除湿机技术,不仅仅是比当前系统更高效,而且还有一个更小的碳足迹。”
这项研究的结果中描述《膜科学亚博老虎机网登录。
除湿机去除空气中的水分干燥的舒适水平,从而改善空气质量和减少尘螨等其他有用的功能。
最常用的除湿机使用制冷剂。这些化学物质冷却除湿的空气和降低其携带水的能力。然而,尽管他们的支持率,制冷剂是一种温室气体,全球变暖的主要罪魁祸首。
作为除湿的代用材料,天然材料称为沸石被广泛认为是干燥的行动。亚博网站下载与制冷剂不同,沸石干燥剂可以water-attractive或亲水性毛孔内吸收水分。虽然这些无机材料是绿色的和有良好的除湿特性,zeo亚博网站下载lite-based除湿机带来的挑战自己。
“扩大与沸石膜是一个大问题,”宋说。“首先,昂贵的合成沸石。另一个问题来自于机械性能的沸石。他们较弱,需要很好的支撑结构,这是相当昂贵的,推高总体成本。”
宋和他的团队变成了一种叫做聚亚醯胺的具有成本效益的有机物质,是众所周知的高刚性和对热和化学物质。
在分子水平上,这些高性能聚合物的基本单位是重复的,环状酰亚胺组在长链连接在一起。宋说之间的引力胺聚合物的抗压强度,因此优于机械弱沸石。但聚酰亚胺材料的除湿性能需要提高。
研究人员首先创建了一个电影通过仔细在几纳米氧化铝平台上应用聚酰亚胺分子。接下来,他们把这部电影放在一个高度集中的氢氧化钠溶液,触发一个化学过程称为水解。
引起的反应酰亚胺分子团体打破,成为亲水。在高性能显微镜,研究人员发现,水解反应导致water-attractive渗流通道的形成或高速公路在聚酰亚胺材料。
当宋的团队测试了除湿的增强材料,他们发现他们的聚酰亚胺膜非常渗透水分子。换句话说,膜能够从空气中提取多余水分的捕获的渗流通道。
研究人员指出,这些膜可以连续操作,而不需要再生自困水分子离开对方的真空泵内安装一个标准的除湿机。
宋说,他的团队精心设计的实验部分水解,控制数量的酰亚胺组成为亲水。
“聚亚醯胺的力量来自他们的锁链之间的分子间作用力,”宋说。“如果太多胺水解,那么剩下的弱材料。另一方面,如果水解太低,在除湿材料不会有效。”
尽管聚酰亚胺膜显示巨大的希望在他们的潜在的用于除湿,宋说,他们的表现仍然落后于沸石膜。
“这是一个新的方法来提高聚合物的性质为除湿和更多的优化需要做为了进一步提高膜的性能,”宋说。“但工程应用的另一个关键因素是要便宜,特别是如果你想要的技术合理负担得起的房主。我们不是在那个方向,但肯定是一直在进步。”
化学工程系Sunghwan公园也促成了这项研究。
这项研究是由美国国家科学基金会和卡塔尔国家研究基金。亚博老虎机网登录
来源:https://www.tamu.edu/