Tecnoloxía de almacenamento de calor de cambio de fase compostaEvita moitos inconvenientes de almacenamento de calor sensible e cambian as técnicas de almacenamento de calor combinando os dous métodos. Esta tecnoloxía converteuse nun hotspot de investigación nos últimos anos, tanto no país como internacionalmente. Non obstante, os materiais tradicionais de andamios empregados nesta tecnoloxía son normalmente minerais naturais ou os seus produtos secundarios. A extracción ou procesamento a gran escala destes materiais poden danar o ecosistema local e consumir cantidades significativas de enerxía fósil. Para mitigar estes impactos ambientais, pódense usar residuos sólidos para producir materiais de almacenamento de calor de cambio de fase composta.
A escoria de carburo, un residuo sólido industrial xerado durante a produción de acetileno e cloruro de polivinilo, supera os 50 millóns de toneladas ao ano en China. A aplicación actual de escoria de carburo na industria do cemento alcanzou a saturación, o que provocou unha acumulación a gran escala ao aire libre, vertedoiro e dumping de océanos, que danan severamente o ecosistema local. Hai unha necesidade urxente de explorar novos métodos para a utilización de recursos.
Para abordar o consumo a gran escala de escoria de carburo de residuos industriais e preparar materiais de almacenamento de calor en fase de baixo contido de baixo custo, investigadores da Universidade de Enxeñaría Civil e Arquitectura da Universidade de Pequín e arquitectura propuxeron usar escoria de carburo como material de andamios. Empregaron un método de sinterización de prensa en frío para preparar os materiais de almacenamento de calor de cambio de fase composta de escoria NA₂co₃/carburo, seguindo os pasos mostrados na figura. Preparáronse sete mostras de material de cambio de fase composta con diferentes relacións (NC5-NC7). Tendo en conta a deformación global, a fuga de sal fundida superficial e a densidade de almacenamento de calor, aínda que a densidade de almacenamento de calor da mostra NC4 foi a máis alta entre os tres materiais compostos, mostrou unha lixeira deformación e fugas. Polo tanto, a mostra NC5 determinouse que tiña a relación de masa óptima para o material de almacenamento de calor de cambio de fase composta. O equipo analizou posteriormente a morfoloxía macroscópica, o rendemento de almacenamento de calor, as propiedades mecánicas, a morfoloxía microscópica, a estabilidade cíclica e a compatibilidade dos compoñentes do material de almacenamento de calor de cambio de fase composta, obtendo as seguintes conclusións:
01A compatibilidade entre a escoria de carburo e a na₂co₃ é boa, permitindo que a escoria de carburo substitúa os materiais tradicionais de andamios naturais na sintetización de materiais de almacenamento de calor de cambio de fase NA₂co₃/Carburo. Isto facilita a reciclaxe de recursos a gran escala de escoria de carburo e consegue a preparación de baixo custo de baixo custo de materiais de almacenamento de calor de cambio de fase composta.
02Pódese preparar un material de almacenamento de calor de cambio de fase composto cun excelente rendemento cunha fracción masiva de escoria de carburo do 52,5% e material de cambio de fase do 47,5% (Na₂co₃). O material non mostra deformación nin fuga, cunha densidade de almacenamento de calor de ata 993 J/g no intervalo de temperatura de 100-900 ° C, unha resistencia de compresión de 22,02 MPa e unha condutividade térmica de 0,62 W/(M • K). Despois de 100 ciclos de calefacción/refrixeración, o rendemento de almacenamento de calor da mostra NC5 mantívose estable.
03O grosor da capa de película de material de cambio de fase entre as partículas de andamios determina a forza de interacción entre as partículas de material do andamio e a resistencia á compresión do material de almacenamento de calor de cambio de fase composta. O material de almacenamento de calor de cambio de fase composto preparado coa fracción masiva óptima do material de cambio de fase presenta as mellores propiedades mecánicas.
04A condutividade térmica das partículas de material de andamios é o factor principal que afecta o rendemento de transferencia de calor dos materiais de almacenamento de calor de cambio de fase composta. A infiltración e adsorción de materiais de cambio de fase na estrutura de poros das partículas de material de andamios melloran a condutividade térmica das partículas de material de andamios, aumentando así o rendemento da transferencia de calor do material de almacenamento de calor de cambio de fase composta.
Tempo de publicación: 12-2024 de agosto