Nuovi progressi nella ricerca della tecnologia di accumulo variabile del calore

Tecnologia di accumulo di calore composito a cambiamento di fase attraverso materiali compositi di accumulo di calore sensibile e di accumulo di calore a cambiamento di fase,per evitare la tecnologia di accumulo di calore ragionevole e la tecnologia di accumulo di calore a cambiamento di fase molte carenze, è diventato un punto caldo in patria e all'estero negli ultimi anni, ma i tradizionali materiali di scheletro utilizzano minerali naturali o i loro prodotti secondari,l'estrazione o la trasformazione su larga scala distruggeranno l'ambiente ecologico locale e consumeranno una grande quantità di energia fossile, per ridurre l'impatto ambientale dei problemi di cui sopra, i rifiuti solidi possono essere utilizzati per la preparazione di materiali compositi di accumulo di calore per cambi di fase.Cloruro di polivinile e altri rifiuti solidi industriali prodotti nel processo di produzione, la Cina produce oltre 50 milioni di tonnellate all'anno e l'applicazione di scorie di carburo di calcio nell'industria del cemento è stata satura,con conseguente accumulo in grande quantità di scorie di carburo di calcio all'aria aperta, la bonifica dei fossati, gravi danni all'ambiente ecologico locale, urgente necessità di esplorare nuovi metodi di utilizzazione delle risorse.

Al fine di assorbire in larga scala le scorie di carburo di calcio di rifiuti solidi industriali e di preparare materiali compositi a basso contenuto di carbonio e a basso costo per la conservazione del calore durante il cambio di fase, researchers from Beijing University of Civil Engineering and Architecture proposed to use calcium carbide slag as the skeleton material to prepare Na2CO3/calcium carbide slag composite phase change heat storage materials by cold-pressing sintering method, e le fasi specifiche sono illustrate nella figura.sebbene la densità di accumulo di calore del campione NC4 sia la più elevata tra i tre materiali compositi di accumulo di calore per cambi di fase, il rapporto di massa del materiale composito di accumulo di calore per cambi di fase corrispondente al campione NC5 è considerato il rapporto ottimale.prestazioni di accumulo di calore, proprietà meccaniche, morfologia microscopica, stabilità ciclica e compatibilità dei componenti materiali dei materiali compositi di accumulo di calore per cambi di fase,e ha ottenuto principalmente le seguenti conclusioni::

1.Il componente di scorie di carburo di calcio ha una buona compatibilità con Na2CO3,che può sostituire il tradizionale materiale di scheletro naturale per la sintesi di Na2CO3/carburo di calcio, scorie composite, materiali di accumulo di calore per cambi di fase, e il riciclaggio su larga scala delle scorie di carburo di calcio per realizzare la preparazione a basso tenore di carbonio e a basso costo di materiali compositi per lo stoccaggio del calore in fase di cambiamento.

2.La scorie di carburo di calcio al 52,5% e il materiale di cambio di fase al 47,5% Na2CO3/composito possono essere utilizzati per preparare un materiale composito di accumulo di calore per cambio di fase con prestazioni eccellenti,senza variazioni e senza perdite, con una densità di accumulo di calore fino a 993 J/g, una resistenza alla compressione di 22,02 MPa e una conducibilità termica di 0,62 W/m•K entro 100 °C-900 °C. Dopo 100 cicli di riscaldamento/raffreddamento,le prestazioni di accumulo di calore del campione NC5 sono rimaste stabili.

3.Lo spessore dello strato di pellicola determina la forza tra le particelle del materiale scheletrico e la resistenza alla compressione del materiale composito per lo stoccaggio del calore in fase di cambiamento,e il materiale composito di accumulo di calore per il cambio di fase preparato con la frazione di massa ottimale del materiale per il cambio di fase ha le migliori proprietà meccaniche.

4.La conduttività termica delle particelle di materiale scheletrico è il fattore principale che influenza le prestazioni di trasferimento di calore dei materiali compositi di accumulo di calore a fase variabile,e l'impregnazione e l'assorbimento dei materiali di cambiamento di fase nella struttura dei pori dei materiali scheletrici migliora la conduttività termica delle particelle del materiale scheletrico, migliorando così le prestazioni di trasferimento del calore dei materiali compositi di accumulo di calore a cambiamento di fase.