Кампазітная тэхналогія захоўвання цяпла з змяненнем фазыдазваляе пазбегнуць шматлікіх недахопаў разумнага назапашвання цяпла і метадаў назапашвання цяпла з пераходам фазы шляхам камбінавання абодвух метадаў. Гэтая тэхналогія стала гарачай кропкай даследаванняў у апошнія гады як у краіне, так і за мяжой. Аднак традыцыйныя будаўнічыя матэрыялы, якія выкарыстоўваюцца ў гэтай тэхналогіі, звычайна з'яўляюцца прыроднымі мінераламі або іх другаснымі прадуктамі. Маштабная здабыча або перапрацоўка гэтых матэрыялаў можа нанесці шкоду мясцовай экасістэме і спажыць значную колькасць выкапнёвай энергіі. Для змякчэння гэтага ўздзеяння на навакольнае асяроддзе цвёрдыя адходы можна выкарыстоўваць для вытворчасці кампазітных матэрыялаў для захоўвання цяпла з фазавым змяненнем.
Карбідныя дзындры, цвёрдыя прамысловыя адходы, якія ўтвараюцца пры вытворчасці ацэтылену і полівінілхларыду, у Кітаі перавышаюць 50 мільёнаў тон штогод. Цяперашняе прымяненне карбідных дзындраў у цэментнай прамысловасці дасягнула насычэння, што прывяло да буйнамаштабнага назапашвання на адкрытым паветры, звалкі і выкіду ў акіян, што наносіць сур'ёзны ўрон мясцовай экасістэме. Існуе вострая неабходнасць вывучыць новыя метады выкарыстання рэсурсаў.
Каб вырашыць праблему масавага спажывання прамысловых адходаў карбід-дзындры і прыгатаваць нізкавугляродныя недарагія кампазітныя матэрыялы для захоўвання цяпла з фазавым змяненнем, даследчыкі з Пекінскага ўніверсітэта будаўніцтва і архітэктуры прапанавалі выкарыстоўваць карбід-дзындра ў якасці матэрыялу для каркаса. Яны выкарысталі метад спякання пры халодным прэсаванні для падрыхтоўкі кампазітных матэрыялаў для акумулявання цяпла Na₂CO3/карбід-дзындра з фазавым змяненнем, выконваючы этапы, паказаныя на малюнку. Было падрыхтавана сем кампазітных узораў матэрыялу з фазавым змяненнем з рознымі суадносінамі (NC5-NC7). Улічваючы агульную дэфармацыю, уцечку расплаўленай солі на паверхню і шчыльнасць назапашвання цяпла, хаця шчыльнасць назапашвання цяпла ўзору NC4 была самай высокай сярод трох кампазітных матэрыялаў, у ім назіраліся невялікія дэфармацыі і ўцечкі. Такім чынам, было ўстаноўлена, што ўзор NC5 мае аптымальныя масавыя суадносіны для кампазітнага матэрыялу для захоўвання цяпла з фазавым змяненнем. Затым каманда прааналізавала макраскапічную марфалогію, характарыстыкі акумулявання цяпла, механічныя ўласцівасці, мікраскапічную марфалогію, цыклічную стабільнасць і сумяшчальнасць кампанентаў кампазітнага матэрыялу для акумулявання цяпла з фазавым змяненнем, зрабіўшы наступныя высновы:
01Сумяшчальнасць паміж карбідным дзындрай і Na₂CO₃ добрая, што дазваляе карбіднай дзындры замяніць традыцыйныя прыродныя матэрыялы каркаса пры сінтэзе Na₂CO₃/карбіднай дзындры кампазітных цеплаакумулятарных матэрыялаў са змяненнем фазы. Гэта спрыяе буйнамаштабнай перапрацоўцы карбідных дзындраў і забяспечвае танную падрыхтоўку кампазітных матэрыялаў для акумулявання цяпла з фазавым змяненнем з нізкім утрыманнем вугляроду.
02Кампазітны матэрыял для акумулявання цяпла з фазавым змяненнем з выдатнымі характарыстыкамі можна прыгатаваць з масавай доляй 52,5% карбіднага дзындры і 47,5% матэрыялу з фазавым змяненнем (Na₂CO3). Матэрыял не падвяргаецца дэфармацыі і ўцечкам, шчыльнасць захоўвання цяпла дасягае 993 Дж/г у дыяпазоне тэмператур 100-900°C, трываласць на сціск 22,02 МПа і цеплаправоднасць 0,62 Вт/(м•К). ). Пасля 100 цыклаў нагрэву/астуджэння характарыстыкі захоўвання цяпла ўзору NC5 заставаліся стабільнымі.
03Таўшчыня плёнкавага пласта матэрыялу з фазавым змяненнем паміж часціцамі каркаса вызначае сілу ўзаемадзеяння паміж часціцамі матэрыялу каркаса і трываласць на сціск кампазітнага матэрыялу з фазавым змяненнем цяпла. Кампазітны матэрыял з фазавым змяненнем цяпла, падрыхтаваны з аптымальнай масавай доляй матэрыялу з фазавым змяненнем, дэманструе лепшыя механічныя ўласцівасці.
04Цеплаправоднасць часціц матэрыялу каркаса з'яўляецца асноўным фактарам, які ўплывае на характарыстыкі цеплаперадачы кампазітных матэрыялаў для захоўвання цяпла з фазавым змяненнем. Інфільтрацыя і адсорбцыя матэрыялаў з фазавым змяненнем у поравай структуры часціц матэрыялу каркаса паляпшае цеплаправоднасць часціц матэрыялу каркаса, тым самым паляпшаючы характарыстыкі цеплаперадачы кампазітнага матэрыялу для захоўвання цяпла з фазавым змяненнем.
Час публікацыі: 12 жніўня 2024 г