بررسی بعضی خواص مهم حرارتی مواد تغییرفازدهنده ارتقا داده شده با مواد نانوساختار

یکی از کاربردی ترین روش ها برای ذخیره سازی انرژی گرمایی، استفاده از مواد تغییر فازدهنده (PCMs) است. در این پژوهش، تاثیر افزودن مواد نانوساختار بر برخی خواص مهم ترموفیزیکی PCMs شامل آنتالپی ذوب و ضریب نفوذ حرارتی بررسی شده است. برای این منظور از پارافین به عنوان PCM و از نانوذرات سیلیکا و اکسیدمس، با هدف ارتقای خواص حرارتی آن استفاده گردید. برای تولید نمونه ها، دقیق ترین روش ها به کار گرفته شد و آنالیز ریزساختارشناسی آن ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FESEM) انجام شد. آنتالپی ذوب با استفاده از دستگاه گرماسنج روبشی تفاضلی (DSC) و ضریب نفوذ حرارتی با استفاده از دستگاه فلاش لیزر (LFA) اندازه گیری شدند. آزمایش ها با آزمون فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه عامل اصلی درصد وزنی نانوذره (در ۳ سطح)، نوع نانوذره (در ۲ سطح) و اندازه قطر متوسط نانوذره (در ۳ سطح) و نیز پارافین خالص به عنوان نمونه شاهد، با ۳ تکرار انجام شد. نتایج نشان دهنده کاهش آنتالپی ذوب نانوکامپوزیت با افزایش درصد وزنی نانوذره است، درحالی که اندازه نانوذره، تاثیر معناداری بر آن ندارد. همچنین تاثیر عوامل اندازه و نوع نانوذره در سطح ۱ درصد بر ضریب نفوذ حرارتی Ne-PCMs معنی دار شده است. از آنجا که پارافین، ماهیت غیرقطبی دارد، نانوذره سیلیکا با آن واکنش بهتری داده است و خواص ترموفیزیکی نانوکامپوزیت ارتقا داده شده با نانوذره سیلیکا، به مراتب بهتر از اکسیدمس مشاهده شده است؛ می توان نتیجه گرفت که این نانوذره برای بهبود خواص ذخیره سازی انرژی حرارتی در PCMs موثرتر است.

Keywords:

آنتالپی ذوب , انرژی های تجدیدپذیر , ضریب نفوذ حرارتی , مواد تغییر فازدهنده , نانوفناوری