Composite Phase Change Heat Storage Technologyunngår mange ulemper med fornuftig varmelagring og varmelagringsteknikker for faseendring ved å kombinere begge metodene. Denne teknologien har blitt et forskningshotspot de siste årene, både nasjonalt og internasjonalt. Imidlertid er tradisjonelle stillasmaterialer som brukes i denne teknologien typisk naturlige mineraler eller deres sekundære produkter. Storskala utvinning eller prosessering av disse materialene kan skade det lokale økosystemet og forbruke betydelige mengder fossil energi. For å redusere disse miljøpåvirkningene kan fast avfall brukes til å produsere komposittfaseforandringsvarmelagringsmaterialer.
Karbidslagg, et industrielt fast avfall som genereres under produksjon av acetylen og polyvinylklorid, overstiger 50 millioner tonn årlig i Kina. Den nåværende bruken av karbidslagg i sementindustrien har nådd metning, noe som fører til storskala akkumulering i friluft, deponi og havdumping, som skader det lokale økosystemet alvorlig. Det er et presserende behov for å utforske nye metoder for ressursutnyttelse.
For å møte storskalaforbruket av industriavfall karbidslagg og for å forberede lavkarbon, lavkost komposittfaseforandringsvarmelagringsmaterialer, foreslo forskere fra Beijing University of Civil Engineering and Architecture å bruke karbidslagg som stillasmateriale. De benyttet en kaldpresssintringsmetode for å fremstille Na2CO3/karbidslagg komposittfaseforandringsvarmelagringsmaterialer, ved å følge trinnene vist i figuren. Syv komposittfaseendringsmaterialeprøver med forskjellige forhold (NC5-NC7) ble fremstilt. Tatt i betraktning den generelle deformasjonen, lekkasje av overflatesmeltet salt og varmelagringstetthet, selv om varmelagringstettheten til prøve NC4 var den høyeste blant de tre komposittmaterialene, viste den liten deformasjon og lekkasje. Derfor ble prøve NC5 bestemt til å ha det optimale masseforholdet for komposittfaseforandringsvarmelagringsmaterialet. Teamet analyserte deretter makroskopisk morfologi, varmelagringsytelse, mekaniske egenskaper, mikroskopisk morfologi, syklisk stabilitet og komponentkompatibilitet til komposittfaseendringsvarmelagringsmaterialet, og ga følgende konklusjoner:
01Kompatibiliteten mellom karbidslagg og Na2CO3 er god, og lar karbidslagg erstatte tradisjonelle naturlige stillasmaterialer ved syntetisering av Na2CO3/karbidslagg komposittfaseforandringsvarmelagringsmaterialer. Dette letter ressursresirkulering i stor skala av karbidslagg og oppnår lavkarbon, lavkosttilberedning av komposittfaseforandringsvarmelagringsmaterialer.
02Et kompositt faseendringsvarmelagringsmateriale med utmerket ytelse kan fremstilles med en massefraksjon av 52,5 % karbidslagg og 47,5 % faseendringsmateriale (Na2CO3). Materialet viser ingen deformasjon eller lekkasje, med en varmelagringstetthet på opptil 993 J/g i temperaturområdet 100-900°C, en trykkstyrke på 22,02 MPa og en termisk ledningsevne på 0,62 W/(m•K) ). Etter 100 oppvarmings-/avkjølingssykluser forble varmelagringsytelsen til prøve NC5 stabil.
03Tykkelsen på filmlaget for faseendringsmateriale mellom stillaspartiklene bestemmer interaksjonskraften mellom stillasmaterialepartiklene og trykkstyrken til komposittfaseforandringsvarmelagringsmaterialet. Det sammensatte faseendringsvarmelagringsmaterialet fremstilt med den optimale massefraksjonen av faseendringsmateriale viser de beste mekaniske egenskapene.
04Den termiske ledningsevnen til stillasmaterialepartikler er den primære faktoren som påvirker varmeoverføringsytelsen til komposittfaseforandringsvarmelagringsmaterialer. Infiltrasjon og adsorpsjon av faseendringsmaterialer i porestrukturen til stillasmaterialpartikler forbedrer den termiske ledningsevnen til stillasmaterialpartikler, og forbedrer derved varmeoverføringsytelsen til komposittfaseforandringsvarmelagringsmaterialet.
Innleggstid: Aug-12-2024