Composite Phase Change Heat Storage Technologyundviker många nackdelar med förnuftig värmelagring och fasförändringsvärmelagringstekniker genom att kombinera båda metoderna. Denna teknik har blivit en forskningshotspot de senaste åren, både nationellt och internationellt. Men traditionella ställningsmaterial som används i denna teknik är vanligtvis naturliga mineraler eller deras sekundära produkter. Storskalig utvinning eller bearbetning av dessa material kan skada det lokala ekosystemet och förbruka betydande mängder fossil energi. För att mildra dessa miljöpåverkan kan fast avfall användas för att producera sammansatta fasförändringsvärmelagringsmaterial.
Karbidslagg, ett industriellt fast avfall som genereras vid produktion av acetylen och polyvinylklorid, överstiger 50 miljoner ton årligen i Kina. Den nuvarande tillämpningen av karbidslagg i cementindustrin har nått mättnad, vilket leder till storskalig friluftsackumulering, deponering och havsdumpning, vilket allvarligt skadar det lokala ekosystemet. Det finns ett akut behov av att utforska nya metoder för resursutnyttjande.
För att ta itu med den storskaliga förbrukningen av industriellt avfall av karbidslagg och för att förbereda lågkolhaltiga, lågkostnadskompositfasförändringsvärmelagringsmaterial, föreslog forskare från Beijing University of Civil Engineering and Architecture att använda karbidslagg som ställningsmaterial. De använde en kallpresssintringsmetod för att framställa Na2CO3/karbidslaggkompositfasförändringsvärmelagringsmaterial, enligt stegen som visas i figuren. Sju kompositfasförändringsmaterialprover med olika förhållanden (NC5-NC7) preparerades. Med tanke på den övergripande deformationen, läckaget av smält salt på ytan och värmelagringstätheten, även om värmelagringstätheten för provet NC4 var den högsta bland de tre kompositmaterialen, visade den lätt deformation och läckage. Därför bestämdes provet NC5 att ha det optimala massförhållandet för det sammansatta fasförändringsvärmelagringsmaterialet. Teamet analyserade därefter den makroskopiska morfologin, värmelagringsprestanda, mekaniska egenskaper, mikroskopisk morfologi, cyklisk stabilitet och komponentkompatibilitet för det sammansatta fasförändringsvärmelagringsmaterialet, vilket gav följande slutsatser:
01Kompatibiliteten mellan karbidslagg och Na2CO3 är god, vilket gör att karbidslagg kan ersätta traditionella naturliga ställningsmaterial vid syntetisering av Na2CO3/karbidslaggkompositfasförändringsvärmelagringsmaterial. Detta underlättar storskalig resursåtervinning av karbidslagg och uppnår lågkolhaltig, lågkostnadsberedning av kompositfasförändringsvärmelagringsmaterial.
02Ett sammansatt fasförändringsvärmelagringsmaterial med utmärkt prestanda kan framställas med en massfraktion av 52,5% karbidslagg och 47,5% fasförändringsmaterial (Na2CO3). Materialet visar ingen deformation eller läckage, med en värmelagringstäthet på upp till 993 J/g i temperaturområdet 100-900°C, en tryckhållfasthet på 22,02 MPa och en värmeledningsförmåga på 0,62 W/(m•K) ). Efter 100 uppvärmnings-/kylningscykler förblev värmelagringsprestandan för prov NC5 stabil.
03Tjockleken på filmskiktet av fasförändringsmaterial mellan ställningspartiklarna bestämmer samverkanskraften mellan ställningsmaterialpartiklarna och tryckhållfastheten hos det sammansatta fasförändringsvärmelagringsmaterialet. Det sammansatta fasförändringsvärmelagringsmaterialet framställt med den optimala massfraktionen av fasförändringsmaterial uppvisar de bästa mekaniska egenskaperna.
04Värmeledningsförmågan hos ställningsmaterialpartiklar är den primära faktorn som påverkar värmeöverföringsprestandan hos kompositfasförändringsvärmelagringsmaterial. Infiltrationen och adsorptionen av fasförändringsmaterial i porstrukturen hos ställningsmaterialpartiklar förbättrar värmeledningsförmågan hos ställningsmaterialpartiklar, och förbättrar därigenom värmeöverföringsprestandan hos det sammansatta fasförändringsvärmelagringsmaterialet.
Posttid: Aug-12-2024