石墨烯地板采暖如何帮助实现 “净零 “目标

供暖和制冷占全球二氧化碳排放量的 40% 以上。然而,发达国家的电网正日益电气化。将更多的可再生能源电力与更高效的空间供暖系统结合起来,标志着从 “现有的、大量使用化石燃料的 “供暖系统向 “可再生能源电力与更高效的空间供暖系统结合起来 “的转变。基于石墨烯的地板采暖系统是实现这一目标的一个令人兴奋的途径。

净零排放既是一种方法,也是一个目标,影响到生活的方方面面。 最终目标是到 2050 年有意识地平衡全球温室气体排放。这就要求我们将排放到大气中的温室气体量与清除量相匹配。因此,净零方法可能侧重于测量和减少整个价值链的排放量。这包括《温室气体(GHG)协议》定义的范围 2 和范围 3 排放。简而言之

  • 范围 1:组织拥有或直接控制的排放源。通常与化石燃料的直接燃烧有关。
  • 范围 2:间接造成的排放。这些可能与公司使用的能源生产过程中的燃烧过程有关。
  • 范围 3:企业通过价值链产生的排放。这些排放通常与从第三方购买产品有关,但也包括范围 1 和范围 2 未涵盖的所有排放。

因此,最大限度地减少人类活动对气候的净影响是一个多方面的整体过程。它也是主要气候变化倡议的组成部分。净零排放被认为是阻止全球气温上升的重要先决条件,根据《巴黎协定》,最好能将全球气温控制在 2°C 以下。越来越多的公司正在采取积极的环境和可持续发展(ESG)目标,以发挥自己的作用。但整个价值链的去碳化并非易事。

技术创新在 “净零 “任务中发挥着核心作用。这也为功能性石墨烯以一种潜在的卓越方式兑现其早期承诺创造了条件。

供暖和制冷占全球二氧化碳排放量的 40% 以上。然而,发达国家的电网正日益电气化。将更多的可再生能源电力与更高效的空间供暖系统结合起来,标志着从 “现有的、大量使用化石燃料的 “供暖系统向 “可再生能源电力与更高效的空间供暖系统结合起来 “的转变。基于石墨烯的地板采暖系统是实现这一目标的一个令人兴奋的途径。

为什么选择石墨烯?

石墨烯卓越的导热性能使热量分布迅速均匀,从而降低供暖能耗。传统的地板采暖系统,无论是水力(水基)还是电力,通常都需要大量的能源才能维持舒适的室温。相比之下,由于石墨烯高效的热分布能力,基于石墨烯的系统能够以较低的能源投入达到相同的供暖水平。

石墨烯不仅具有化学惰性和防潮性,还能达到高达 120°C 的高功能温度,提供了一种耐用、坚固的加热解决方案。石墨烯的热反应迅速,只需 60 秒就能加热到 60°C,再加上其均匀分布热量的能力,消除了传统加热系统中常见的热点和不规则加热区。这确保了更稳定、更舒适的室内环境。

它是如何工作的?

石墨烯加热元件直接安装在地板材料下面。加热工作原理与传统地板下系统类似。电流通过元件,通过电阻产生热量。虽然石墨烯的电阻很低,但其巨大的表面积却能产生大量热量。这与石墨烯优异的导热性相结合,确保了热量的快速产生和均匀分布。将石墨烯地暖与合适的隔热材料和先进的恒温控制装置相结合,可以在住宅和商业应用中实现精确的程序化加热。研究表明,与传统的燃气供暖系统相比,这种系统最多可减少 15% 的能源消耗。

Printed graphene underfloor heaters

未来展望

随着全球社会努力实现净零排放目标,采用石墨烯地暖系统等创新技术至关重要。石墨烯地暖系统能够提高能效、减少碳排放并利用可再生能源,因此在向更可持续的未来过渡过程中具有重要价值。石墨烯地暖系统为整个价值链的减排提供了一种独特的方法,从而帮助企业实现净零排放。

在 Haydale,我们的目标是在能源应用中展示石墨烯加热器油墨的威力。我们的目标是将石墨烯材料功能化,用于尖端应用,实现这种无与伦比的纳米材料的潜力。

参考资料和更多阅读

  1. Pankaj Bhatia, et al. Corporate Value Chain (Scope 3) Accounting and Reporting Standard. Greenhouse Gas Emissions Protocol. 2013. [Available: https://ghgprotocol.org/corporate-value-chain-scope-3-standard]
  2. Mathilde Fajardy, David M. Reiner.  An overview of the electrification of residential and commercial heating and cooling and prospects for decarbonisation. University of Cambridge. 2021. [Available: https://www.econ.cam.ac.uk/research-files/repec/cam/pdf/cwpe20120.pdf]

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