Visualizzazione dei materiali di stoccaggio dell'energia per il cambiamento di fase

Materiali di cambio di fase per lo stoccaggio dell'energia:

• I materiali per lo stoccaggio di energia a cambiamento di fase si riferiscono a sostanze che utilizzano il calore latente del cambiamento di fase per lo stoccaggio di energia.
• Conosciuto anche come immagazzinamento di energia di cambio di fase o immagazzinamento di calore, immagazzinamento di energia, materiali di immagazzinamento di calore, materiali di immagazzinamento di energia termica latente, indicati come materiali di cambio di fase.

Caratteristiche dei materiali di cambio di fase per lo stoccaggio dell'energia:

• I materiali per il cambiamento di fase di stoccaggio dell'energia presentano i vantaggi di un'elevata densità di stoccaggio dell'energia, di una piccola variazione di temperatura nel processo di assorbimento e rilascio del calore e di un facile controllo del processo,e hanno una varietà di materiali e sono ampiamente utilizzatiI PCM di stoccaggio dell'energia hanno la capacità di modificare il loro stato fisico e di assorbire o rilasciare calore latente entro un certo intervallo di temperatura.

• Prendendo come esempio il cambiamento di fase solido-liquido, quando il materiale di cambiamento di fase viene riscaldato al punto di fusione, assorbe e immagazzina una grande quantità di calore latente durante il processo di fusione.Quando raffreddato al punto di congelamento, il PCM rilascia calore latente durante il processo di solidificazione.
• I materiali di stoccaggio dell'energia per il passaggio di fase devono avere le seguenti caratteristiche: non tossicità, temperatura di passaggio di fase adeguata, grande calore latente del passaggio di fase, prestazioni stabili,buona reversibilità del cambiamento di fase, bassa velocità di espansione e contrazione durante il cambiamento di fase, eccellente conduttività termica e basso prezzo e facile disponibilità di materie prime.

Classificazione dei materiali di cambio di fase per lo stoccaggio dell'energia:

• I materiali di stoccaggio dell'energia per il cambio di fase possono essere suddivisi in quattro categorie a seconda della forma di cambiamento di fase.
• Materiali di cambio di fase solido-liquido, materiali di cambio di fase solido-gas, materiali di cambio di fase liquido-gas e materiali di cambio di fase solido-solido.Il calore latente di cambiamento di fase tra materiali di cambiamento di fase a gas solido e materiali di cambiamento di fase a gas liquido è elevato, ma la grande variazione di volume, l'alta pressione e la scarsa conduttività termica limitano la loro gamma di applicazioni.il processo di cambio di fase è lento, e la gamma di applicazioni è piccola.
• I materiali solidi-liquidi per il cambio di fase hanno i vantaggi di un grande calore latente del cambio di fase, un ampio range di temperature di cambio di fase e un basso costo,e sono materiali di cambio di fase di stoccaggio dell'energia con grande valore pratico e tecnologia matura, quindi i materiali di cambio di fase per lo stoccaggio dell'energia si riferiscono di solito ai materiali di cambio di fase solido-liquido.

• I materiali di cambio di fase per lo stoccaggio dell'energia possono essere divisi in materiali inorganici, organici (compresi i polimeri) e materiali compositi di cambio di fase in base alla loro composizione.I materiali inorganici per il cambiamento di fase comprendono principalmente metalli e leghe, sali idrati cristallini, sali fusi, ecc., che presentano i vantaggi di un elevato calore latente di cambiamento di fase, di un'elevata densità volumetrica di accumulo di energia e di una elevata conduttività termica,ma hanno gli svantaggi di un facile sotto raffreddamento e separazione di fase, contenitore di corrosione e perdite di fase liquida.
• I materiali organici di cambio di fase comprendono principalmente idrocarburi alifatici (paraffina, ecc.), acidi grassi, alcoli, polienoli, ecc., che hanno i vantaggi di un grande calore latente di cambio di fase,prestazioni stabili e basso costo, ma hanno gli svantaggi di bassa conduttività termica, bassa densità, volatilità e facile invecchiamento.
• I materiali compositi di cambio di fase si riferiscono principalmente a materiali di cambio di fase eutectico organici e inorganici per superare le carenze dei singoli materiali di cambio di fase inorganici o organici,e i più studiati sono i materiali a cambiamento di fase a forma (SSPCM) e i materiali a cambiamento di fase microincapsulati (MEPCM).
• I PCM di stoccaggio dell'energia sono suddivisi in PCM ad alta temperatura (oltre 250°C),materiali a temperatura media (250-100°C) e a bassa temperatura (inferiore a 100°C) per il cambiamento di fase in base all'intervallo di temperatura del cambiamento di fase.
• I materiali di stoccaggio dell'energia a cambiamento di fase ad alta temperatura sono utilizzati principalmente nella generazione di energia solare termica concentrata, nel recupero del calore dei rifiuti industriali, nel motore termico ad alta temperatura e in altri campi.
• I materiali per lo stoccaggio dell'energia a cambiamento di fase a temperatura media sono utilizzati principalmente nell'utilizzo solare termico, nell'essiccazione e nella deumidificazione e in altri settori;I materiali di stoccaggio dell'energia a basse temperature con cambi di fase hanno ampie prospettive di applicazione nei settori della conservazione dell'energia negli edifici, la gestione termica dei dispositivi elettronici e la conservazione a bassa temperatura.

Ricerca e sviluppo di materiali di stoccaggio dell'energia a cambiamento di fase:

• La progettazione, la preparazione e l'intensificazione dei materiali di cambio di fase per lo stoccaggio dell'energia sono la chiave per la ricerca e lo sviluppo di materiali.Per ottenere la temperatura di cambiamento di fase e il calore latente appropriati del cambiamento di fase, è necessario sintetizzare una varietà di materiali per il cambiamento di fase in materiali misti per il cambiamento di fase a più componenti secondo un certo rapporto.

• La preparazione dei materiali di cambio di fase per lo stoccaggio dell'energia comprende principalmente metodi meccanici (caricamento dei materiali di cambio di fase in contenitori), metodi fisici (metodo di miscelazione, metodo di impregnazione,ecc.), metodi chimici (metodo di polimerizzazione dei polimeri, metodo sol-gel, ecc.) e metodo di microincapsulamento.
• Per i materiali a bassa conducibilità termica, è necessario aggiungere materiali di eccellente conducibilità termica (riempitivi metallici, grafite, fibra di carbonio, ecc.),aggiungere costole o incapsulamento di capsule per rafforzareInoltre, la durata e l'economia dei PCM di stoccaggio dell'energia sono la chiave per lo sviluppo delle loro applicazioni.