根据美国能源部国家可再生能源实验室（NREL）的专家，热化学材料中所含的能量可以作为室内环境的有效加热解决方案，特别是在高湿度地区。
根据美国能源部国家可再生能源实验室（NREL）的研究人员，储存在热化学材料中的能量可以有效加热室内空间，特别是在潮湿地区。
研究团队与行业合作伙伴以及劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员合作，发现了一种可行的方法，将热化学材料（TCMs）纳入建筑的供暖、通风和空调（HVAC）系统。盐水合物热化学材料特别有前景，因为它们可以增强建筑供暖系统的灵活性，从而可能降低能耗，并使能量使用可以转移到电力更便宜或更清洁的时段。
热化学材料通过水合和脱水过程发挥作用。当盐吸收水分时，会释放热量，从而加热建筑，而在其他时间则需要额外热量来脱水TCM并重新充能。这个过程需要与水蒸气的相互作用，水蒸气可以直接来自开放系统周围的空气，或者来自密封闭合系统中的蒸发水。
虽然开放系统更易于实施，但在冬季水蒸气较少时面临挑战。从室内空气中抽取湿气可能导致由于湿度降低而造成的不适，而寒冷的户外空气通常也太干燥。
“通过设计反应器与建筑系统的整合，我们可以避免使室内环境失去湿气，”NREL的高级研究工程师、研究的共同作者杰森·伍兹表示。“考虑湿气源至关重要，因为这会极大影响整体性能。”
这一研究结果发表在12月的《应用能源》杂志上，题为《建筑空间供暖的开放循环热化学储能：实用系统配置和有效能量密度》。伍兹与NREL的曾毅和阿德瓦尔·奥杜科迈亚，以及来自劳伦斯伯克利国家实验室和位于芝加哥的NETenergy LLC的同事们合作。
该研究得到了能源部建筑技术办公室的支持，源于2019年设定的重点，专注于热能储存解决方案。建筑物在供暖和制冷方面消耗了大量能量，因此热能储存提供了一种可行的方法来管理电负荷，并通过将电热泵的使用与低碳能源生产的时期同频进行支持脱碳。
研究团队分析了一种利用氯化锶的热化学材料反应器，该反应器在与水蒸气的反应中释放热量。他们评估了许多气候和建筑类型，探索了不同的配置，同时强调了水蒸气源的重要性。他们的建模工作经过实验结果得到了验证。
最有效的配置之一使热化学材料反应器能够加热建筑物排出的空气，使其温度和湿度与室内空气相匹配。然后，这些加热过的空气通过热交换器加热进入的通风空气，防止反应器降低室内湿度，保持舒适。这种设置不仅可以补充加热进入空气所需的能量，还可以将空气温度提高到室内温度以上，从而减少对传统供暖系统的依赖。
这一策略仅在排气口靠近进入通风点时有效。伍兹澄清说，反应器的设计是为了与现有热泵和炉子一起工作，以便为后续使用储存能量。
在他们的模拟中，研究人员将室内温度设定为21摄氏度（69.8华氏度）。他们将相对湿度识别为影响反应器性能的关键变量，分析了其在四个不同城市（亚特兰大、纽约、明尼阿波利斯和西雅图）的运行情况。结果显示，在明尼阿波利斯的寒冷干燥冬季条件下，反应器的效果最差。
伍兹指出：“当空气寒冷时，它所含的水分很少，导致室内湿度下降，使得开展TCM反应变得困难。”
相比之下，在西雅图的更湿润环境中，反应器的热性能预计会更好。
除了单户住宅外，该研究还评估了该技术在小型酒店大堂、中型办公楼和医院病房的有效性。对于大型建筑，TCM系统的初始投资较低，预计储存的平准化成本（LCOS）不到每千瓦时10美分。
展望未来，研究人员计划进一步推进这项技术。良好的LCOS表明商业化的可行路径，但还需要更多的工作来评估生产、集成、包装和安装成本。解决这些开支对于验证技术的成本效益至关重要。他们还在研究将TCMs纳入HVAC系统的其他方法，包括前面提到的闭合循环系统，这些系统没有外部湿度的限制，但面临着需要进一步研究的不同挑战。
