Νέα πρόοδος στην έρευνα της τεχνολογίας αποθήκευσης θερμότητας αλλαγής φάσης

τεχνολογία συγκέντρωσης θερμότητας σύνθετης μεταβολής φάσης μέσω σύνθετων υλικών συγκέντρωσης θερμότητας ευαισθητοποίησης και συγκέντρωσης θερμότητας μεταβολής φάσης,Για να αποφευχθεί η λογική τεχνολογία αποθήκευσης θερμότητας και η τεχνολογία αποθήκευσης θερμότητας αλλαγής φάσης πολλά ελλείμματα, έχει γίνει ένα καυτό σημείο στο εσωτερικό και στο εξωτερικό τα τελευταία χρόνια, αλλά τα παραδοσιακά υλικά σκελετού χρησιμοποιούν φυσικά ορυκτά ή δευτερογενή προϊόντα τους,η εξόρυξη ή επεξεργασία σε μεγάλη κλίμακα θα καταστρέψει το τοπικό οικολογικό περιβάλλον και θα καταναλώσει μεγάλη ποσότητα ορυκτής ενέργειαςΓια να μειωθεί ο αντίκτυπος των προαναφερθέντων προβλημάτων στο περιβάλλον, τα στερεά απόβλητα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παρασκευή σύνθετων υλικών αποθήκευσης θερμότητας αλλαγής φάσης.

Η σκωριά από καρβίδιο ασβεστίου είναι ακετυλένιο, πολυβινυλοχλωρίδιο και άλλα βιομηχανικά στερεά απόβλητα που παράγονται στη διαδικασία παραγωγής.και η εφαρμογή σκωρίας καρβιδίου ασβεστίου στη βιομηχανία τσιμέντου έχει κορεσθεί, με αποτέλεσμα την συσσώρευση μεγάλου αριθμού σκουπιδιών από καρβίδιο του ασβεστίου σε ανοιχτό χώρο, την αποκατάσταση των ορυχείων, σοβαρή ζημιά στο τοπικό οικολογικό περιβάλλον,επείγουσα ανάγκη διερεύνησης νέων μεθόδων αξιοποίησης των πόρων.

Για την απορρόφηση των βιομηχανικών στερεών αποβλήτων από σκουριά καρβιδίου ασβεστίου σε μεγάλη κλίμακα και την παρασκευή υλικών χαμηλών εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα και χαμηλού κόστους σύνθετων υλικών αποθήκευσης θερμότητας αλλαγής φάσης, researchers from Beijing University of Civil Engineering and Architecture proposed to use calcium carbide slag as the skeleton material to prepare Na2CO3/calcium carbide slag composite phase change heat storage materials by cold-pressing sintering method, και τα συγκεκριμένα βήματα παρουσιάζονται στο σχήμα.

Λαμβάνοντας υπόψη την παραμόρφωση, την διαρροή λιώματος άλατος στην επιφάνεια και την πυκνότητα αποθήκευσης θερμότητας,αν και η πυκνότητα αποθήκευσης θερμότητας του δείγματος NC4 είναι η μεγαλύτερη μεταξύ των τριών σύνθετων υλικών αποθήκευσης θερμότητας αλλαγής φάσης, η αναλογία μάζας του σύνθετου υλικού αποθήκευσης θερμότητας αλλαγής φάσης που αντιστοιχεί στο δείγμα NC5 θεωρείται η βέλτιστη αναλογία.

Στη συνέχεια, η ομάδα ανέλυσε τη μακροσκοπική μορφολογία, την απόδοση αποθήκευσης θερμότητας, τις μηχανικές ιδιότητες, τη μικροσκοπική μορφολογία,κυκλική σταθερότητα και συμβατότητα των υλικών των σύνθετων υλικών αποθήκευσης θερμότητας αλλαγής φάσης, και προέκυψαν κυρίως τα ακόλουθα συμπεράσματα:

01
Το συστατικό σκουπιδιού από καρβίδιο ασβεστίου έχει καλή συμβατότητα με το Na2CO3,που μπορεί να αντικαταστήσει το παραδοσιακό φυσικό υλικό σκελετού για τη σύνθεση υλικών θερμοκηπίου σύνθετης φάσης αλλαγής θερμότητας Na2CO3/καρβιδίου ασβέστιο, και μεγάλης κλίμακας ανακύκλωση πόρων από σκουριά καρβιδίου ασβεστίου για την επίτευξη της χαμηλής ανθρακούχης και χαμηλού κόστους παρασκευής σύνθετων υλικών θερμοκηπιού αλλαγής φάσης.

02
Η σκωριά καρβιδίου ασβεστίου 52,5% και το υλικό αλλαγής φάσης Na2CO3/σύνθετο 47,5% μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παρασκευή ενός σύνθετου υλικού αποθήκευσης θερμότητας αλλαγής φάσης με εξαιρετικές επιδόσεις,χωρίς αλλαγή και χωρίς διαρροή, με πυκνότητα αποθήκευσης θερμότητας έως και 993 J/g, αντοχή συμπίεσης 22,02 MPa και θερμική αγωγιμότητα 0,62 W/m•K εντός των 100 ~ 900 °C. Μετά από 100 κύκλους θέρμανσης/ψύξης,η απόδοση αποθήκευσης θερμότητας του δείγματος NC5 παρέμεινε σταθερή.

03
Το πάχος του στρώματος φιλμ καθορίζει τη δύναμη μεταξύ των σωματιδίων του υλικού σκελετού και την αντοχή στην συμπίεση του σύνθετου υλικού αποθήκευσης θερμότητας αλλαγής φάσης,και το σύνθετο υλικό αποθήκευσης θερμότητας αλλαγής φάσης που παρασκευάζεται με το βέλτιστο ποσοστό μάζας του υλικού αλλαγής φάσης έχει τις καλύτερες μηχανικές ιδιότητες.

04
Η θερμική αγωγιμότητα των σωματιδίων του υλικού σκελετού είναι ο κύριος παράγοντας που επηρεάζει τις επιδόσεις μεταφοράς θερμότητας των σύνθετων υλικών αποθήκευσης θερμότητας αλλαγής φάσης,και η διήθηση και η απορρόφηση των υλικών αλλαγής φάσης στη δομή των πόρων των υλικών του σκελετού βελτιώνει τη θερμική αγωγιμότητα των σωματιδίων του υλικού του σκελετού, βελτιώνοντας έτσι τις επιδόσεις μεταφοράς θερμότητας των σύνθετων υλικών αποθήκευσης θερμότητας αλλαγής φάσης.