Kompozit Faz Değişimli Isı Depolama TeknolojisiHer iki yöntemi birleştirerek duyulur ısı depolama ve faz değişimli ısı depolama tekniklerinin birçok dezavantajını ortadan kaldırır. Bu teknoloji son yıllarda hem yurt içinde hem de yurt dışında araştırmaların odak noktası haline geldi. Ancak bu teknolojide kullanılan geleneksel iskele malzemeleri genellikle doğal mineraller veya bunların ikincil ürünleridir. Bu malzemelerin büyük ölçekli çıkarılması veya işlenmesi, yerel ekosisteme zarar verebilir ve önemli miktarda fosil enerji tüketebilir. Bu çevresel etkileri azaltmak için katı atıklar, kompozit faz değişimli ısı depolama malzemeleri üretmek için kullanılabilir.
Asetilen ve polivinil klorür üretimi sırasında oluşan endüstriyel bir katı atık olan karbür cürufu, Çin'de yıllık 50 milyon tonu aşmaktadır. Çimento endüstrisinde karbür cürufunun mevcut uygulaması doygunluğa ulaşmış olup, büyük ölçekli açık hava birikimine, depolamaya ve okyanuslara boşaltılmasına yol açarak yerel ekosisteme ciddi zararlar vermektedir. Kaynak kullanımı için yeni yöntemlerin araştırılmasına acil ihtiyaç vardır.
Endüstriyel atık karbür cürufunun büyük ölçekli tüketimini ele almak ve düşük karbonlu, düşük maliyetli kompozit faz değişimli ısı depolama malzemeleri hazırlamak için Pekin İnşaat Mühendisliği ve Mimarlık Üniversitesi'nden araştırmacılar, iskele malzemesi olarak karbür cürufunun kullanılmasını önerdi. Şekilde gösterilen adımları izleyerek Na₂CO₃/karbür cürufu kompozit faz değişimli ısı depolama malzemeleri hazırlamak için soğuk pres sinterleme yöntemini kullandılar. Farklı oranlarda (NC5-NC7) yedi adet kompozit faz değişim malzemesi numunesi hazırlandı. Genel deformasyon, yüzey erimiş tuz sızıntısı ve ısı depolama yoğunluğu göz önüne alındığında, NC4 numunesinin ısı depolama yoğunluğu üç kompozit malzeme arasında en yüksek olmasına rağmen hafif deformasyon ve sızıntı gösterdi. Bu nedenle, NC5 numunesinin kompozit faz değişimli ısı depolama malzemesi için en uygun kütle oranına sahip olduğu belirlendi. Ekip daha sonra kompozit faz değişimli ısı depolama malzemesinin makroskopik morfolojisini, ısı depolama performansını, mekanik özelliklerini, mikroskobik morfolojisini, döngüsel stabilitesini ve bileşen uyumluluğunu analiz ederek aşağıdaki sonuçlara ulaştı:
01Karbür cürufu ve Na₂CO₃ arasındaki uyumluluk iyidir ve Na₂CO₃/karbür cürufu kompozit faz değişimli ısı depolama malzemelerinin sentezlenmesinde karbür cürufunun geleneksel doğal iskele malzemelerinin yerini almasına olanak tanır. Bu, karbür cürufunun büyük ölçekli kaynak geri dönüşümünü kolaylaştırır ve kompozit faz değişimli ısı depolama malzemelerinin düşük karbonlu, düşük maliyetli hazırlanmasını sağlar.
02Mükemmel performansa sahip bir kompozit faz değişimli ısı depolama malzemesi, kütle oranı %52,5 karbür cürufu ve %47,5 faz değişim malzemesi (Na₂CO₃) ile hazırlanabilir. Malzeme, 100-900°C sıcaklık aralığında 993 J/g'ye kadar ısı depolama yoğunluğu, 22,02 MPa basınç dayanımı ve 0,62 W/(m•K) termal iletkenliğiyle hiçbir deformasyon veya sızıntı göstermez. ). 100 ısıtma/soğutma döngüsünden sonra NC5 örneğinin ısı depolama performansı sabit kaldı.
03İskele parçacıkları arasındaki faz değiştiren malzeme film tabakasının kalınlığı, iskele malzemesi parçacıkları arasındaki etkileşim kuvvetini ve kompozit faz değiştiren ısı depolama malzemesinin basınç dayanımını belirler. Faz değişim malzemesinin optimal kütle oranıyla hazırlanan kompozit faz değişim ısı depolama malzemesi en iyi mekanik özellikleri sergiler.
04İskele malzemesi parçacıklarının ısıl iletkenliği, kompozit faz değişimli ısı depolama malzemelerinin ısı transfer performansını etkileyen birincil faktördür. İskele malzemesi parçacıklarının gözenek yapısına faz değiştiren malzemelerin sızması ve adsorpsiyonu, iskele malzemesi parçacıklarının termal iletkenliğini iyileştirir, böylece kompozit faz değiştiren ısı depolama malzemesinin ısı transfer performansını arttırır.
Gönderim zamanı: Ağu-12-2024