他們使用鈧取代組成的獨特系列材料λ-三鈦戊醇(λ-Sc合金X的Ti3-Xø5)。構造物從熱水中積累熱能，并在施加壓力時釋放出積累的熱能。這種新材料具有積累核能和火力發電廠產生的熱水的熱能的潛力，然后根據外部壓力按需回收存儲的熱能。該材料還適用于回收工廠和汽車中的廢熱。
形成能的第一性原理計算和晶體結構的確定
該小組采用的金屬取代的λ-三鈦戊醇(λ-MX的Ti3ø5在實驗期間)實現可吸收低溫熱儲存材料的廢熱并表現出光致和壓力誘導相變。科學家們先前報道了幾種類型的金屬取代的λ-Ti系3ö5.在這項工作中，Nakamura等人。調查54層的元件在λ-Ti系適合于鈦離子的金屬置換的金屬陽離子3ö5。其中只有六種具有穩定作用，包括scan，鈮，鉭，鋯，ha和鎢。然后，小組報道對SC-取代的λ-Ti系的晶體結構和熱儲存性能的合成3ø5在λ相。
為了合成Sc-取代的化合物，Nakamura等人。在氬氣氛中使用電弧熔化技術。在此過程中，他們將Sc2O3，TiO2和Ti粉末的前驅體混合在一起，制成了8毫米的球形小球。然后，使用X射線熒光(XRF)測量，他們確定了樣品的分子式(Sc0.9Ti2.91O5)，并進行了同步加速器X射線衍射(SXRD)以確定晶體結構。結果對應于λ-Ti系的晶體結構3ö5后金屬置換用0.4%的擴張。使用掃描透射電子顯微鏡(STEM)圖像使研究小組在化合物中獲得了條紋狀結構域。
壓力引起的相變，儲熱特性和長期儲熱機理
該小組接下來在用液壓機壓縮樣品后，使用SXRD(同步輻射X射線衍射)測量了壓力引起的相變。當壓力增加時，樣品的λ相分數降低，而β相分數以可逆過程增加。他們使用差示掃描量熱法(DSC)測量了壓力誘導的相變(λ相到β相)后樣品的吸熱質量。他們注意到材料的熱吸收在67攝氏度處有一個吸收峰，并觀察到重復的壓力和熱誘導的相變。在從β相轉變為λ相的過程中，儲熱溫度從先前記錄的溫度顯著降低在目前的工作中，溫度范圍為197攝氏度至67攝氏度。
上以前的報告λ-Ti系3ö5也記可逆相變通過壓力和熱的λ相和β相之間，以在兩兩相之間的能量勢壘，其從材料內的彈性相互作用起源。為了了解在這種設置下長期儲熱和低壓誘導的熱能釋放的機理，Nakamura等人。計算了系統的吉布斯自由能。為此，他們使用了基于Slichter和Drickamer的熱力學模型(SD模式)。在相變過程中，由于兩相之間的能壘阻止了λ相立即轉移到β相，因此科學家可以延長λ相的時間。在工作中制得的所得Sc0.9Ti2.91O5具有良好的穩定性，從X射線衍射測量可以很好地保持約八個月至一年。
概念證明
科學家們調查了儲熱系統利用SC-取代的λ-Ti系3ö5通過泵送冷卻水從河流或海中的動力設備中的渦輪在實際設置。如通過渦輪機傳遞的水，其溫度增加，由于熱交換，熱水的能量傳送到鈧取代λ-Ti系3層ø5在罐中使用的材料。同時，具有減少的熱能的水返回到河流或海洋。存儲在SC-取代的λ-Ti系能源3ø5可以以熱能的形式通過施加壓力被釋放的能量使用上的需求。中村等。預想供給所存儲的熱能量不使用電力的，靠近發電廠的建筑物或工廠。
以這種方式，中村孝和同事證明基于鈧取代λ-Ti系蓄熱陶瓷3ø5，其吸收的熱量從水。基于第一性原理計算，它們合成鈧取代λ-Ti系3個ö5陶瓷具有低于100℃的熱吸收材料中回收的熱吸收的熱能從發電廠的渦輪機冷卻水，并且可以通過改變可以容易地控制Ti3O5中相對于目標應用的Sc含量。除了它的功能在發電廠，使用用于熱存儲功能的材料提出了科學家通過收集廢物熱來自常規設備，例如手機，運輸工具，工廠和電子設備。
