Композитна технологија акумулације топлоте са променом фазеизбегава многе недостатке разумног складиштења топлоте и техника складиштења топлоте са променом фазе комбиновањем обе методе. Ова технологија је последњих година постала жариште истраживања, како на домаћем, тако и на међународном нивоу. Међутим, традиционални материјали за скеле који се користе у овој технологији су обично природни минерали или њихови секундарни производи. Екстракција или прерада ових материјала великих размера може оштетити локални екосистем и потрошити значајне количине фосилне енергије. Да би се ублажили ови утицаји на животну средину, чврсти отпад се може користити за производњу композитних материјала за складиштење топлоте са променом фазе.
Карбидна шљака, индустријски чврсти отпад који настаје током производње ацетилена и поливинилхлорида, прелази 50 милиона тона годишње у Кини. Тренутна примена карбидне шљаке у индустрији цемента достигла је засићење, што је довело до великих акумулација на отвореном, одлагања отпада и одлагања у океану, што озбиљно оштећује локални екосистем. Постоји хитна потреба за истраживањем нових метода за коришћење ресурса.
Да би се решила велика потрошња индустријске отпадне карбидне шљаке и да би се припремили нискоугљенични, јефтини композитни материјали за складиштење топлоте са променом фазе, истраживачи са Пекиншког универзитета за грађевинарство и архитектуру предложили су употребу карбидне шљаке као материјала за скелу. Они су користили методу хладног пресовања за синтеровање да би припремили композитне материјале за складиштење топлоте са променом фазе На₂ЦО₃/карбидне шљаке, пратећи кораке приказане на слици. Припремљено је седам композитних узорака материјала за промену фазе са различитим односима (НЦ5-НЦ7). Узимајући у обзир укупну деформацију, површинско цурење растопљене соли и густину складиштења топлоте, иако је густина складиштења топлоте узорка НЦ4 била највећа међу три композитна материјала, показао је благу деформацију и цурење. Стога је утврђено да узорак НЦ5 има оптимални однос масе за композитни материјал за складиштење топлоте са променом фазе. Тим је касније анализирао макроскопску морфологију, перформансе складиштења топлоте, механичка својства, микроскопску морфологију, цикличну стабилност и компатибилност компоненти композитног материјала за складиштење топлоте са променом фазе, дајући следеће закључке:
01Компатибилност између карбидне шљаке и На₂ЦО₃ је добра, омогућавајући карбидној шљаци да замени традиционалне природне материјале скеле у синтези композитних материјала за складиштење топлоте који мењају фазу На₂ЦО₃/карбидне шљаке. Ово олакшава рециклирање карбидне шљаке великих размера и постиже нискоугљеничну, јефтину припрему композитних материјала за складиштење топлоте са променом фазе.
02Композитни материјал за складиштење топлоте са променом фазе са одличним перформансама може се припремити са масеним уделом од 52,5% карбидне шљаке и 47,5% материјала за промену фазе (На₂ЦО₃). Материјал не показује деформацију или цурење, са густином складиштења топлоте до 993 Ј/г у температурном опсегу од 100-900°Ц, чврстоћом на притисак од 22,02 МПа и топлотном проводљивошћу од 0,62 В/(м•К). ). После 100 циклуса грејања/хлађења, перформансе складиштења топлоте узорка НЦ5 су остале стабилне.
03Дебљина слоја филма материјала за промену фазе између честица скеле одређује силу интеракције између честица материјала скеле и чврстоћу на притисак композитног материјала за складиштење топлоте са променом фазе. Композитни материјал за складиштење топлоте са променом фазе припремљен са оптималним масеним уделом материјала за промену фазе показује најбоља механичка својства.
04Топлотна проводљивост честица материјала скеле је примарни фактор који утиче на перформансе преноса топлоте композитних материјала за складиштење топлоте са променом фазе. Инфилтрација и адсорпција материјала са променом фазе у структури пора честица материјала скеле побољшава топлотну проводљивост честица материјала скеле, чиме се побољшава учинак преноса топлоте композитног материјала за складиштење топлоте са променом фазе.
Време поста: 12.08.2024