Materiały o przemianie fazowej (PCM) można podzielić na kilka kategorii w oparciu o ich skład chemiczny i charakterystykę zmiany fazowej, przy czym każda z nich ma określone zalety i ograniczenia w zastosowaniu.Materiały te obejmują głównie organiczne PCM, nieorganiczne PCM, biopochodne PCM i kompozytowe PCM.Poniżej znajduje się szczegółowe wprowadzenie do charakterystyki każdego rodzaju materiału o przemianie fazowej:
1. Organiczne materiały o przemianie fazowej
Organiczne materiały o przemianie fazowej obejmują głównie dwa rodzaje: parafinę i kwasy tłuszczowe.
-Parafina:
-Cechy: Wysoka stabilność chemiczna, dobra możliwość ponownego użycia i łatwa regulacja temperatury topnienia poprzez zmianę długości łańcuchów molekularnych.
- Wada: przewodność cieplna jest niska i może być konieczne dodanie materiałów przewodzących ciepło, aby poprawić szybkość reakcji termicznej.
-Kwasy tłuszczowe:
-Cechy: Ma wyższe ciepło utajone niż parafina i szeroki zakres temperatury topnienia, odpowiedni dla różnych wymagań temperaturowych.
- Wady: Niektóre kwasy tłuszczowe mogą ulegać rozdzieleniu faz i są droższe niż parafina.
2. Nieorganiczne materiały o przemianie fazowej
Nieorganiczne materiały o przemianie fazowej obejmują roztwory soli i sole metali.
-Roztwór słonej wody:
-Cechy: Dobra stabilność termiczna, wysokie ciepło utajone i niski koszt.
- Wady: Podczas zamrażania może wystąpić rozwarstwienie, które jest żrące i wymaga materiałów pojemnikowych.
-Sole metali:
-Cechy: Wysoka temperatura przejścia fazowego, odpowiednia do magazynowania energii cieplnej w wysokiej temperaturze.
- Wady: Występują również problemy z korozją i może wystąpić pogorszenie wydajności z powodu powtarzającego się topienia i krzepnięcia.
3. Biomateriały przemiany fazowej
Biomateriały o przemianie fazowej to PCM ekstrahowane z natury lub syntetyzowane za pomocą biotechnologii.
-Cechy:
-Przyjazny dla środowiska, biodegradowalny, wolny od substancji szkodliwych, spełniający potrzeby zrównoważonego rozwoju.
- Można go ekstrahować z surowców roślinnych lub zwierzęcych, takich jak olej roślinny i tłuszcz zwierzęcy.
-Niedogodności:
-Mogą wystąpić problemy związane z wysokimi kosztami i ograniczeniami źródeł.
-Stabilność termiczna i przewodność cieplna są niższe niż w przypadku tradycyjnych PCM i mogą wymagać modyfikacji lub wsparcia materiałem kompozytowym.
4. Kompozytowe materiały zmiennofazowe
Kompozytowe materiały o przemianie fazowej łączą PCM z innymi materiałami (takimi jak materiały przewodzące ciepło, materiały nośne itp.) w celu poprawy pewnych właściwości istniejących PCM.
-Cechy:
-Łącząc z materiałami o wysokiej przewodności cieplnej, można znacznie poprawić szybkość reakcji termicznej i stabilność termiczną.
-Można dostosować w celu spełnienia określonych wymagań aplikacji, takich jak zwiększenie wytrzymałości mechanicznej lub poprawa stabilności termicznej.
-Niedogodności:
-Proces przygotowania może być złożony i kosztowny.
- Wymagane jest dokładne dopasowanie materiałów i techniki przetwarzania.
Każdy z tych materiałów zmiennofazowych ma swoje unikalne zalety i scenariusze zastosowań.Wybór odpowiedniego typu PCM zwykle zależy od wymagań temperaturowych konkretnego zastosowania, budżetu kosztów, względów wpływu na środowisko i oczekiwanej żywotności.Wraz z pogłębianiem się badań i rozwojem technologii, rozwój materiałów zmiennofazowych
Oczekuje się, że zakres zastosowań będzie się dalej rozszerzał, zwłaszcza w zakresie magazynowania energii i zarządzania temperaturą.
Czas publikacji: 20 czerwca 2024 r