Materijali s promjenom faze (PCM) su posebna vrsta tvari koja može apsorbirati ili otpustiti veliku količinu toplinske energije na određenoj temperaturi, dok prolazi kroz promjene u fizičkom stanju, kao što je iz krutog u tekuće ili obrnuto.Ovo svojstvo čini materijale s faznom promjenom važnom primjenom u područjima kontrole temperature, skladištenja energije i upravljanja toplinom.Slijedi detaljna analiza materijala s faznom promjenom:
fizičko vlasništvo
Osnovna karakteristika materijala s faznom promjenom je sposobnost apsorpcije ili otpuštanja velike količine latentne topline pri fiksnoj temperaturi (temperatura fazne promjene).U procesu apsorpcije topline materijali prelaze iz jedne faze u drugu, primjerice iz krutog u tekuće (taljenje).Tijekom egzotermnog procesa, materijal prelazi iz tekućeg u kruto (stvrdnjavanje).Ovaj proces faznog prijelaza obično se događa unutar vrlo uskog temperaturnog raspona, što omogućuje materijalima s faznom promjenom dobru toplinsku stabilnost na gotovo konstantnim temperaturama.
Glavne vrste
Materijali s promjenom faze mogu se klasificirati u sljedeće kategorije na temelju njihovih kemijskih svojstava i područja primjene:
1. Organski PCM: uključujući parafin i masne kiseline.Ovi materijali imaju dobru kemijsku stabilnost, mogućnost ponovne upotrebe i odgovarajući raspon temperatura faznog prijelaza.
2. Anorganski PCM: uključujući slane otopine i metalne spojeve.Njihova toplinska vodljivost obično je bolja od organskih PCM-ova, ali mogu se suočiti s problemima odvajanja i korozije.
3. Biobazirani PCM-ovi: Ovo je nova vrsta PCM-a koji potječu od prirodnih biomaterijala i imaju ekološke i održive karakteristike.
područje primjene
Materijali s faznom promjenom naširoko se koriste u više područja, uglavnom uključujući:
1. Energetska učinkovitost zgrade: Integracijom PCM-a u građevinske materijale kao što su zidovi, podovi ili stropovi, unutarnja temperatura može se učinkovito regulirati, smanjujući potrošnju energije za klimatizaciju i grijanje.
2. Skladištenje toplinske energije: PCM-ovi mogu apsorbirati toplinu na visokim temperaturama i otpuštati toplinu na niskim temperaturama, pomažući uravnotežiti ponudu i potražnju energije, posebno u korištenju obnovljive energije kao što su solarna energija i energija vjetra.
3. Upravljanje toplinom elektroničkih proizvoda: Korištenje PCM-a u elektroničkim uređajima može pomoći u upravljanju toplinom koja se stvara tijekom rada, poboljšati učinkovitost i produljiti životni vijek uređaja.
4. Prijevoz i pakiranje: korištenje PCM-a u transportu hrane i lijekova može održavati proizvode pod odgovarajućim temperaturnim uvjetima i osigurati kvalitetu proizvoda.
Tehnički izazovi
Unatoč značajnim prednostima materijala s faznom promjenom, oni se još uvijek suočavaju s nekim tehničkim izazovima u praktičnim primjenama, poput životnog vijeka, toplinske stabilnosti i potrebe za pakiranjem i tehnologijama integracije.Te izazove treba prevladati napretkom u znanosti o materijalima i inženjerskoj tehnologiji.
Materijali s promjenom faze visoko su iščekivani u poljima zelene energije i održive tehnologije zbog svojih jedinstvenih toplinskih svojstava i širokih mogućnosti primjene.
Vrijeme objave: 20. lipnja 2024