Technologie akumulace tepla s kompozitní fázovou změnouDíky kombinaci obou metod se vyhýbá mnoha nevýhodám rozumného akumulace tepla a akumulace tepla s fázovou změnou. Tato technologie se v posledních letech stala centrem výzkumu, a to jak v tuzemsku, tak i v zahraničí. Tradiční materiály lešení používané v této technologii jsou však typicky přírodní minerály nebo jejich druhotné produkty. Těžba nebo zpracování těchto materiálů ve velkém měřítku může poškodit místní ekosystém a spotřebovat značné množství fosilní energie. Ke zmírnění těchto dopadů na životní prostředí lze pevný odpad použít k výrobě kompozitních materiálů akumulujících teplo s fázovou změnou.
Karbidová struska, průmyslový pevný odpad vznikající při výrobě acetylenu a polyvinylchloridu, přesahuje v Číně ročně 50 milionů tun. Současná aplikace karbidové strusky v cementářském průmyslu dosáhla nasycení, což vedlo k rozsáhlé akumulaci pod širým nebem, skládkování a ukládání do oceánů, což vážně poškozuje místní ekosystém. Existuje naléhavá potřeba prozkoumat nové metody využití zdrojů.
Pro řešení rozsáhlé spotřeby průmyslové odpadní karbidové strusky a pro přípravu nízkouhlíkových, levných kompozitních materiálů pro akumulaci tepla s fázovou změnou navrhli vědci z Pekingské univerzity stavebního inženýrství a architektury použití karbidové strusky jako materiálu lešení. Použili metodu slinování za studena k přípravě kompozitních materiálů pro akumulaci tepla s fázovou změnou Na2C03/karbid, podle kroků znázorněných na obrázku. Bylo připraveno sedm vzorků kompozitního materiálu s fázovou změnou s různými poměry (NC5-NC7). Vezmeme-li v úvahu celkovou deformaci, povrchový únik roztavené soli a hustotu akumulace tepla, ačkoli hustota akumulace tepla vzorku NC4 byla nejvyšší ze tří kompozitních materiálů, vykazoval mírnou deformaci a netěsnost. Proto bylo stanoveno, že vzorek NC5 má optimální hmotnostní poměr pro kompozitní materiál akumulující teplo s fázovou změnou. Tým následně analyzoval makroskopickou morfologii, tepelnou akumulační schopnost, mechanické vlastnosti, mikroskopickou morfologii, cyklickou stabilitu a kompatibilitu komponent kompozitního materiálu akumulujícího teplo s fázovou změnou, což přineslo následující závěry:
01Kompatibilita mezi karbidovou struskou a Na2C03 je dobrá, což umožňuje, aby karbidová struska nahradila tradiční přírodní materiály lešení při syntéze kompozitních materiálů akumulujících teplo s fázovou změnou Na2C03/karbidová struska. To usnadňuje rozsáhlou recyklaci zdrojů karbidové strusky a dosahuje nízkouhlíkové a levné přípravy kompozitních materiálů pro akumulaci tepla se změnou fáze.
02Kompozitní materiál akumulující teplo s fázovou změnou s vynikajícím výkonem lze připravit s hmotnostním podílem 52,5 % karbidové strusky a 47,5 % materiálu s fázovou změnou (Na2C03). Materiál nevykazuje žádné deformace ani netěsnosti, s hustotou akumulace tepla až 993 J/g v teplotním rozsahu 100-900 °C, pevností v tlaku 22,02 MPa a tepelnou vodivostí 0,62 W/(m•K ). Po 100 cyklech ohřevu/chlazení zůstala účinnost akumulace tepla vzorku NC5 stabilní.
03Tloušťka vrstvy filmu s fázovou změnou mezi částicemi skafoldu určuje interakční sílu mezi částicemi skafoldového materiálu a pevnost v tlaku kompozitního materiálu akumulujícího teplo se změnou fáze. Kompozitní tepelně akumulační materiál s fázovou změnou připravený s optimálním hmotnostním podílem materiálu s fázovou změnou vykazuje nejlepší mechanické vlastnosti.
04Tepelná vodivost částic materiálu lešení je primárním faktorem ovlivňujícím výkon přenosu tepla kompozitních materiálů akumulujících teplo s fázovou změnou. Infiltrace a adsorpce materiálů s fázovou změnou v pórové struktuře částic materiálu lešení zlepšuje tepelnou vodivost částic materiálu lešení, čímž se zvyšuje výkon přenosu tepla kompozitního materiálu akumulujícího teplo s fázovou změnou.
Čas odeslání: 12. srpna 2024