Komposiitfaasimuutusega soojuse salvestamise tehnoloogiamõlema meetodi kombineerimisega välditakse mõistliku soojuse salvestamise ja faasimuutusega soojuse salvestamise tehnikate paljusid puudusi. Sellest tehnoloogiast on viimastel aastatel saanud uurimistöö leviala nii riigisiseselt kui ka rahvusvaheliselt. Selles tehnoloogias kasutatavad traditsioonilised tellingute materjalid on aga tavaliselt looduslikud mineraalid või nende teisesed tooted. Nende materjalide laiaulatuslik kaevandamine või töötlemine võib kahjustada kohalikku ökosüsteemi ja kulutada märkimisväärses koguses fossiilset energiat. Nende keskkonnamõjude leevendamiseks saab tahkeid jäätmeid kasutada komposiitfaasimuutustega soojussalvestusmaterjalide tootmiseks.
Karbiidräbu, atsetüleeni ja polüvinüülkloriidi tootmisel tekkivad tahked tööstusjäätmed, ületab Hiinas aastas 50 miljonit tonni. Praegune karbiidiräbu kasutamine tsemenditööstuses on jõudnud küllastumiseni, mis toob kaasa ulatusliku akumuleerumise vabas õhus, prügilasse ladestamise ja ookeani kaadamise, mis kahjustab tõsiselt kohalikku ökosüsteemi. Kiiresti on vaja uurida uusi meetodeid ressursside kasutamiseks.
Pekingi ehitus- ja arhitektuuriülikooli teadlased tegid ettepaneku kasutada karbiidräbu tööstusliku karbiidräbu laiaulatusliku tarbimisega tegelemiseks ja madala süsinikusisaldusega, odavate komposiitfaasimuutustega soojussalvestiste materjalide valmistamiseks. Nad kasutasid külmpressimise paagutamise meetodit Na2CO3/karbiidi räbu komposiitfaasimuutussoojuse salvestavate materjalide valmistamiseks, järgides joonisel näidatud samme. Valmistati seitse erineva vahekorraga (NC5-NC7) liitfaasimuutusmaterjali proovi. Arvestades üldist deformatsiooni, pinnasulasoola leket ja soojuse salvestamise tihedust, oli proovi NC4 soojussalvestustihedus kolme komposiitmaterjali hulgas kõrgeim, kuid see näitas kerget deformatsiooni ja leket. Seetõttu määrati proovi NC5 optimaalne massisuhe komposiitfaasimuutuse soojust salvestava materjali jaoks. Seejärel analüüsis meeskond makroskoopilist morfoloogiat, soojuse salvestamise jõudlust, mehaanilisi omadusi, mikroskoopilist morfoloogiat, tsüklilist stabiilsust ja komponentide ühilduvust komposiitfaasimuutustega soojust salvestava materjaliga, saades järgmised järeldused:
01Karbiidräbu ja Na₂CO₃ ühilduvus on hea, võimaldades asendada karbiidräbu traditsioonilisi looduslikke karkassimaterjale Na2CO₃/karbiidräbu komposiitfaasimuutussoojust salvestavate materjalide sünteesimisel. See hõlbustab karbiidräbu laiaulatuslikku ressursside ringlussevõttu ja võimaldab valmistada faasimuutustega komposiitsoojuse salvestavaid materjale madala süsinikusisaldusega ja odavalt.
02Suurepärase jõudlusega komposiitfaasimuutussoojust salvestavat materjali saab valmistada 52,5% karbiidräbu ja 47,5% faasimuutusmaterjali (Na₂CO₃) massiosaga. Materjal ei deformeeru ega leki, soojuse salvestamise tihedus on kuni 993 J/g temperatuurivahemikus 100-900°C, survetugevus 22,02 MPa ja soojusjuhtivus 0,62 W/(m•K ). Pärast 100 kuumutamis-/jahutustsüklit jäi proovi NC5 soojussalvestusvõime stabiilseks.
03Faasimuutusmaterjali kilekihi paksus karkassi osakeste vahel määrab karkassi materjali osakeste vahelise koostoimejõu ja komposiitfaasimuutussoojust salvestava materjali survetugevuse. Komposiitfaasimuutussoojust salvestav materjal, mis on valmistatud faasimuutusmaterjali optimaalse massiosaga, omab parimaid mehaanilisi omadusi.
04Tellingute materjali osakeste soojusjuhtivus on peamine tegur, mis mõjutab komposiitfaasimuutuse soojust salvestavate materjalide soojusülekande jõudlust. Faasimuutusmaterjalide imbumine ja adsorptsioon karkassi materjali osakeste pooristruktuuris parandab karkassi materjali osakeste soojusjuhtivust, suurendades seeläbi komposiitfaasimuutuse soojust salvestava materjali soojusülekande jõudlust.
Postitusaeg: august 12-2024