Materijali s faznom promjenom (PCM) mogu se podijeliti u nekoliko kategorija na temelju njihovog kemijskog sastava i karakteristika fazne promjene, a svaki ima specifične prednosti i ograničenja primjene.Ovi materijali uglavnom uključuju organske PCM-ove, anorganske PCM-ove, PCM-ove na biološkoj osnovi i kompozitne PCM-ove.Dolje je detaljan uvod u karakteristike svake vrste materijala za faznu promjenu:
1. Materijali s organskom faznom promjenom
Materijali s promjenom organske faze uglavnom uključuju dvije vrste: parafin i masne kiseline.
-Parafin:
- Značajke: visoka kemijska stabilnost, dobra mogućnost ponovne upotrebe i jednostavno podešavanje tališta promjenom duljine molekularnih lanaca.
- Nedostatak: Toplinska vodljivost je niska i možda će biti potrebno dodati toplinski vodljive materijale kako bi se poboljšala brzina toplinskog odziva.
- Masne kiseline:
-Značajke: Ima veću latentnu toplinu od parafina i široko područje taljenja, pogodno za različite temperaturne zahtjeve.
-Nedostaci: Neke masne kiseline mogu se podvrgnuti razdvajanju faza i skuplje su od parafina.
2. Anorganski materijali s faznom promjenom
Anorganski materijali s promjenom faze uključuju slane otopine i metalne soli.
- Otopina slane vode:
- Značajke: Dobra toplinska stabilnost, visoka latentna toplina i niska cijena.
-Nedostaci: Tijekom zamrzavanja može doći do raslojavanja i korozivno je, zahtijevajući materijale spremnika.
- metalne soli:
-Značajke: Visoka temperatura faznog prijelaza, pogodna za visokotemperaturno skladištenje toplinske energije.
-Nedostatci: Također postoje problemi s korozijom i može doći do degradacije performansi zbog opetovanog taljenja i skrućivanja.
3. Biobazirani materijali s faznom promjenom
Materijali s faznom promjenom na biološkoj osnovi su PCM-ovi ekstrahirani iz prirode ili sintetizirani putem biotehnologije.
- Značajke:
-Ekološki prihvatljiv, biorazgradiv, bez štetnih tvari, zadovoljava potrebe održivog razvoja.
-Može se ekstrahirati iz biljnih ili životinjskih sirovina, poput biljnog ulja i životinjske masti.
-Nedostaci:
-Mogu postojati problemi s visokim troškovima i ograničenjima izvora.
- Toplinska stabilnost i toplinska vodljivost niži su od tradicionalnih PCM-ova i mogu zahtijevati modifikaciju ili podršku od kompozitnog materijala.
4. Kompozitni materijali s faznom promjenom
Kompozitni materijali s faznom promjenom kombiniraju PCM-ove s drugim materijalima (kao što su toplinski vodljivi materijali, potporni materijali itd.) kako bi se poboljšala određena svojstva postojećih PCM-ova.
- Značajke:
-Kombiniranjem s materijalima visoke toplinske vodljivosti, brzina toplinskog odziva i toplinska stabilnost mogu se značajno poboljšati.
-Može se izvršiti prilagodba kako bi se zadovoljili specifični zahtjevi primjene, kao što je povećanje mehaničke čvrstoće ili poboljšanje toplinske stabilnosti.
-Nedostaci:
- Proces pripreme može biti složen i skup.
-Potrebno je točno podudaranje materijala i tehnika obrade.
Svaki od ovih materijala s promjenom faze ima svoje jedinstvene prednosti i scenarije primjene.Odabir odgovarajuće vrste PCM obično ovisi o temperaturnim zahtjevima specifične aplikacije, proračunu troškova, razmatranjima utjecaja na okoliš i očekivanom vijeku trajanja.S produbljivanjem istraživanja i razvojem tehnologije, razvoj materijala s faznom promjenom
Očekuje se daljnje proširenje opsega primjene, posebice u pohrani energije i upravljanju temperaturom.
Vrijeme objave: 20. lipnja 2024