Teknologi Penyimpanan Panas Perubahan Fase Kompositmenghindari banyak kelemahan penyimpanan panas masuk akal dan teknik penyimpanan panas perubahan fasa dengan menggabungkan kedua metode. Teknologi ini telah menjadi hotspot penelitian dalam beberapa tahun terakhir, baik di dalam negeri maupun internasional. Namun, bahan perancah tradisional yang digunakan dalam teknologi ini biasanya berupa mineral alami atau produk sekundernya. Ekstraksi atau pengolahan bahan-bahan ini dalam skala besar dapat merusak ekosistem lokal dan menghabiskan banyak energi fosil. Untuk mengurangi dampak lingkungan ini, limbah padat dapat digunakan untuk memproduksi bahan penyimpan panas perubahan fasa komposit.
Terak karbida, limbah padat industri yang dihasilkan selama produksi asetilena dan polivinil klorida, melebihi 50 juta ton per tahun di Tiongkok. Penerapan terak karbida dalam industri semen saat ini telah mencapai titik jenuh, menyebabkan akumulasi skala besar di udara terbuka, penimbunan, dan pembuangan ke laut, yang sangat merusak ekosistem lokal. Ada kebutuhan mendesak untuk mengeksplorasi metode baru dalam pemanfaatan sumber daya.
Untuk mengatasi konsumsi skala besar limbah terak karbida industri dan untuk menyiapkan bahan penyimpan panas perubahan fasa komposit yang rendah karbon dan berbiaya rendah, para peneliti dari Universitas Teknik Sipil dan Arsitektur Beijing mengusulkan penggunaan terak karbida sebagai bahan perancah. Mereka menggunakan metode sintering pengepresan dingin untuk menyiapkan bahan penyimpan panas perubahan fasa komposit terak Na₂CO₃/karbida, mengikuti langkah-langkah yang ditunjukkan pada gambar. Tujuh sampel bahan perubahan fasa komposit dengan rasio berbeda (NC5-NC7) disiapkan. Mempertimbangkan deformasi keseluruhan, kebocoran garam cair permukaan, dan kepadatan penyimpanan panas, meskipun kepadatan penyimpanan panas sampel NC4 adalah yang tertinggi di antara ketiga material komposit, namun menunjukkan sedikit deformasi dan kebocoran. Oleh karena itu, sampel NC5 ditentukan memiliki rasio massa optimal untuk bahan penyimpan panas perubahan fasa komposit. Tim kemudian menganalisis morfologi makroskopis, kinerja penyimpanan panas, sifat mekanik, morfologi mikroskopis, stabilitas siklik, dan kompatibilitas komponen bahan penyimpan panas perubahan fasa komposit, menghasilkan kesimpulan sebagai berikut:
01Kompatibilitas antara terak karbida dan Na₂CO₃ baik, memungkinkan terak karbida menggantikan bahan perancah alami tradisional dalam mensintesis bahan penyimpan panas perubahan fasa komposit Na₂CO₃/terak karbida. Hal ini memfasilitasi daur ulang sumber daya terak karbida dalam skala besar dan mencapai persiapan bahan penyimpan panas perubahan fasa komposit yang rendah karbon dan berbiaya rendah.
02Bahan penyimpan panas perubahan fasa komposit dengan kinerja luar biasa dapat dibuat dengan fraksi massa 52,5% terak karbida dan 47,5% bahan perubahan fasa (Na₂CO₃). Bahan tidak menunjukkan deformasi atau kebocoran, dengan kepadatan penyimpanan panas hingga 993 J/g pada kisaran suhu 100-900°C, kuat tekan 22,02 MPa, dan konduktivitas termal 0,62 W/(m•K ). Setelah 100 siklus pemanasan/pendinginan, kinerja penyimpanan panas sampel NC5 tetap stabil.
03Ketebalan lapisan film bahan perubahan fasa antara partikel perancah menentukan gaya interaksi antara partikel bahan perancah dan kekuatan tekan bahan penyimpan panas perubahan fasa komposit. Bahan penyimpan panas perubahan fasa komposit yang dibuat dengan fraksi massa optimal bahan perubahan fasa menunjukkan sifat mekanik terbaik.
04Konduktivitas termal partikel material perancah merupakan faktor utama yang mempengaruhi kinerja perpindahan panas material penyimpan panas perubahan fasa komposit. Infiltrasi dan adsorpsi bahan pengubah fasa dalam struktur pori partikel bahan perancah meningkatkan konduktivitas termal partikel bahan perancah, sehingga meningkatkan kinerja perpindahan panas bahan penyimpan panas perubahan fasa komposit.
Waktu posting: 12 Agustus-2024