Τα υλικά αλλαγής φάσης (PCM) μπορούν να χωριστούν σε διάφορες κατηγορίες με βάση τα χαρακτηριστικά της χημικής σύνθεσης και της αλλαγής φάσης, το καθένα με συγκεκριμένα πλεονεκτήματα και περιορισμούς εφαρμογών. Αυτά τα υλικά περιλαμβάνουν κυρίως οργανικά PCMs, ανόργανα PCMs, PCM που βασίζονται σε βιολογικά και σύνθετα PCMs. Παρακάτω είναι μια λεπτομερής εισαγωγή στα χαρακτηριστικά κάθε τύπου υλικού αλλαγής φάσης:
1. Υλικά αλλαγής οργανικής φάσης
Τα υλικά αλλαγής οργανικής φάσης περιλαμβάνουν κυρίως δύο τύπους: παραφίνη και λιπαρά οξέα.
-Παραφίνη:
-Εκτέρεται: υψηλή χημική σταθερότητα, καλή επαναχρησιμοποίηση και εύκολη ρύθμιση του σημείου τήξης αλλάζοντας το μήκος των μοριακών αλυσίδων.
-Διαβιδές: Η θερμική αγωγιμότητα είναι χαμηλή και μπορεί να είναι απαραίτητο να προστεθούν θερμικά αγώγιμα υλικά για τη βελτίωση της ταχύτητας θερμικής απόκρισης.
-Φατικά οξέα:
-Παραιώσεις: Έχει υψηλότερη λανθάνουσα θερμότητα από την παραφίνη και μια ευρεία κάλυψη σημείων τήξης, κατάλληλη για διάφορες απαιτήσεις θερμοκρασίας.
-Διαβιδές: Ορισμένα λιπαρά οξέα μπορεί να υποβληθούν σε διαχωρισμό φάσης και είναι ακριβότερα από την παραφίνη.
2. Υλικά αλλαγής ανόργανης φάσης
Τα υλικά αλλαγής ανόργανων φάσης περιλαμβάνουν διαλύματα αλατόνερου και μεταλλικά άλατα.
-Συρό διάλυμα νερού:
-Αναχές: καλή θερμική σταθερότητα, υψηλή λανθάνουσα θερμότητα και χαμηλό κόστος.
-Διαβιδές: Κατά τη διάρκεια της κατάψυξης, μπορεί να εμφανιστεί αποκόλληση και είναι διαβρωτική, απαιτώντας υλικά δοχείων.
-Μελά άλατα:
-Απές: Θερμοκρασία μετάβασης υψηλής φάσης, κατάλληλη για αποθήκευση θερμικής ενέργειας υψηλής θερμοκρασίας.
-Διαβιδές: Υπάρχουν επίσης ζητήματα διάβρωσης και η υποβάθμιση της απόδοσης μπορεί να εμφανιστεί λόγω επαναλαμβανόμενης τήξης και στερεοποίησης.
3. Βιολογείται υλικά αλλαγής φάσης
Τα υλικά αλλαγής φάσης με βιολογική φάση είναι PCM που εξάγονται από τη φύση ή συντίθενται μέσω της βιοτεχνολογίας.
-Απές:
-Περιβαλλοντικά φιλικό, βιοαποικοδομήσιμο, απαλλαγμένο από επιβλαβείς ουσίες, κάλυψη των αναγκών της αειφόρου ανάπτυξης.
-Μπορεί να εξαχθεί από πρώτες ύλες φυτών ή ζώων, όπως φυτικό έλαιο και ζωικό λίπος.
-Διαβιδές:
-Μπορεί να υπάρχουν προβλήματα με υψηλό κόστος και περιορισμούς προέλευσης.
-Η θερμική σταθερότητα και θερμική αγωγιμότητα είναι χαμηλότερες από τις παραδοσιακές PCM και μπορεί να απαιτούν τροποποίηση ή σύνθετη υποστήριξη υλικού.
4. Σύνθετα υλικά αλλαγής φάσης
Τα σύνθετα υλικά αλλαγής φάσης συνδυάζουν PCM με άλλα υλικά (όπως θερμικά αγώγιμα υλικά, υλικά υποστήριξης κ.λπ.) για να βελτιώσουν ορισμένες ιδιότητες των υφιστάμενων PCM.
-Απές:
-Με συνδυασμό με υλικά υψηλής θερμικής αγωγιμότητας, η ταχύτητα θερμικής απόκρισης και η θερμική σταθερότητα μπορούν να βελτιωθούν σημαντικά.
-Μπορεί να γίνει συμπληρωματισμός για την ικανοποίηση συγκεκριμένων απαιτήσεων εφαρμογής, όπως η ενίσχυση της μηχανικής αντοχής ή η βελτίωση της θερμικής σταθερότητας.
-Διαβιδές:
-Η διαδικασία προετοιμασίας μπορεί να είναι πολύπλοκη και δαπανηρή.
-Απαιτούνται ακριβείς τεχνικές αντιστοίχισης υλικών και επεξεργασίας.
Αυτά τα υλικά αλλαγής φάσης έχουν τα μοναδικά πλεονεκτήματα και τα σενάρια εφαρμογής. Η επιλογή του κατάλληλου τύπου PCM εξαρτάται συνήθως από τις απαιτήσεις θερμοκρασίας της συγκεκριμένης εφαρμογής, τον προϋπολογισμό κόστους, τις εκτιμήσεις περιβαλλοντικών επιπτώσεων και την αναμενόμενη διάρκεια ζωής. Με την εμβάθυνση της έρευνας και την ανάπτυξη της τεχνολογίας, η ανάπτυξη υλικών αλλαγής φάσης
Το πεδίο εφαρμογής αναμένεται να επεκταθεί περαιτέρω, ειδικά στη διαχείριση της αποθήκευσης ενέργειας και της θερμοκρασίας.
Χρόνος δημοσίευσης: Ιούνιος-20-2024