Materiale za fazno spremembo (PCM) lahko razdelimo v več kategorij glede na njihovo kemično sestavo in značilnosti fazne spremembe, od katerih ima vsaka posebne prednosti in omejitve uporabe.Ti materiali vključujejo predvsem organske PCM, anorganske PCM, biološke PCM in kompozitne PCM.Spodaj je podroben uvod v značilnosti vsake vrste materiala za fazno spremembo:
1. Organski fazno spremenjeni materiali
Materiali za organsko fazno spremembo vključujejo predvsem dve vrsti: parafin in maščobne kisline.
-Parafin:
-Lastnosti: visoka kemična stabilnost, dobra ponovna uporaba in enostavna nastavitev tališča s spreminjanjem dolžine molekulskih verig.
-Pomanjkljivost: Toplotna prevodnost je nizka in morda bo treba dodati toplotno prevodne materiale za izboljšanje hitrosti toplotnega odziva.
-Maščobne kisline:
-Lastnosti: Ima višjo latentno toploto kot parafin in široko pokritost tališča, primerna za različne temperaturne zahteve.
-Slabosti: Nekatere maščobne kisline so lahko podvržene faznemu ločevanju in so dražje od parafina.
2. Anorganski fazno spremenjeni materiali
Anorganski materiali za fazno spremembo vključujejo fiziološke raztopine in kovinske soli.
- Raztopina slane vode:
-Lastnosti: dobra toplotna stabilnost, visoka latentna toplota in nizki stroški.
-Slabosti: Med zamrzovanjem lahko pride do razslojevanja in je jedko, zato so potrebni materiali za posodo.
- kovinske soli:
-Lastnosti: Visoka temperatura faznega prehoda, primerna za visokotemperaturno shranjevanje toplotne energije.
-Slabosti: Obstajajo tudi težave s korozijo in lahko pride do poslabšanja delovanja zaradi ponavljajočega se taljenja in strjevanja.
3. Bioosnovani materiali za fazno spremembo
Bioosnovani materiali za fazno spremembo so PCM, pridobljeni iz narave ali sintetizirani z biotehnologijo.
-Lastnosti:
- Okolju prijazen, biorazgradljiv, brez škodljivih snovi, ki ustreza potrebam trajnostnega razvoja.
- Lahko se pridobiva iz rastlinskih ali živalskih surovin, kot sta rastlinsko olje in živalska maščoba.
-Slabosti:
- Lahko pride do težav z visokimi stroški in omejitvami virov.
- Toplotna stabilnost in toplotna prevodnost sta nižji od tradicionalnih PCM in lahko zahtevata modifikacijo ali podporo iz kompozitnega materiala.
4. Kompozitni fazno spremenljivi materiali
Kompozitni materiali s fazno spremembo združujejo PCM z drugimi materiali (kot so toplotno prevodni materiali, nosilni materiali itd.), da izboljšajo določene lastnosti obstoječih PCM.
-Lastnosti:
- S kombiniranjem z materiali z visoko toplotno prevodnostjo je mogoče znatno izboljšati hitrost toplotnega odziva in toplotno stabilnost.
- Prilagoditev je možna za izpolnjevanje posebnih zahtev uporabe, kot je izboljšanje mehanske trdnosti ali izboljšanje toplotne stabilnosti.
-Slabosti:
- Postopek priprave je lahko zapleten in drag.
-Potrebno je natančno ujemanje materialov in tehnik obdelave.
Vsak od teh materialov s fazno spremembo ima svoje edinstvene prednosti in scenarije uporabe.Izbira ustreznega tipa PCM je običajno odvisna od temperaturnih zahtev posebne aplikacije, proračuna stroškov, premislekov o vplivu na okolje in pričakovane življenjske dobe.S poglabljanjem raziskav in razvojem tehnologije, razvoj fazno spreminjajočih se materialov
Pričakuje se, da se bo obseg uporabe še razširil, zlasti pri shranjevanju energije in upravljanju temperature.
Čas objave: 20. junij 2024