Nuevos avances en la investigación de la tecnología de almacenamiento de calor de cambio de fase

Tecnología de almacenamiento de calor por cambio de fase compuesto mediante almacenamiento de calor sensible compuesto y materiales de almacenamiento de calor por cambio de fase,para evitar la tecnología de almacenamiento de calor sensato y la tecnología de almacenamiento de calor de cambio de fase muchas deficiencias, se ha convertido en un punto caliente en el país y en el extranjero en los últimos años, pero los materiales tradicionales del esqueleto utilizan minerales naturales o sus productos secundarios,la minería o el procesamiento a gran escala destruirá el medio ambiente ecológico local y consumirá una gran cantidad de energía fósil, con el fin de reducir el impacto de los problemas anteriores en el medio ambiente, los residuos sólidos pueden utilizarse para preparar materiales compuestos de almacenamiento de calor de cambio de fase.

La escoria de carburo de calcio es acetileno, cloruro de polivinilo y otros residuos sólidos industriales producidos en el proceso de producción.y la aplicación de escorias de carburo de calcio en la industria del cemento se ha saturado, lo que resulta en una gran cantidad de escoria de carburo de calcio acumulada al aire libre, recuperación de zanjas, daños graves al medio ambiente ecológico local,Necesidad urgente de explorar nuevos métodos de utilización de los recursos.

Para absorber a gran escala las escorias de carburo de calcio de residuos sólidos industriales y preparar materiales compuestos de baja emisión de carbono y de bajo coste para almacenamiento de calor de cambio de 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, y los pasos específicos se muestran en la figura.

Teniendo en cuenta la deformación, la fuga de sal fundida en la superficie y la densidad de almacenamiento de calor,aunque la densidad de almacenamiento de calor de la muestra NC4 es la mayor entre los tres materiales compuestos de almacenamiento de calor de cambio de fase, la relación de masa del material compuesto de almacenamiento de calor de cambio de fase correspondiente a la muestra NC5 se considera la relación óptima.

Posteriormente, el equipo analizó la morfología macroscópica, el rendimiento de almacenamiento de calor, propiedades mecánicas, morfología microscópica,la estabilidad cíclica y la compatibilidad de los componentes materiales de los materiales compuestos de almacenamiento de calor para cambios de fase, y obtuvo principalmente las siguientes conclusiones:

01
El componente de escoria de carburo de calcio tiene una buena compatibilidad con Na2CO3,que puede sustituir al material esqueleto natural tradicional para sintetizar materiales compuestos de almacenamiento de calor de cambio de fase de escoria de Na2CO3/carburo de calcio, y el reciclado a gran escala de las escorias de carburo de calcio para lograr la preparación de materiales compuestos de almacenamiento de calor de cambio de fase con bajas emisiones de carbono y bajo costo.

02
La escoria de carburo de calcio del 52,5% y el material de cambio de fase del 47,5% Na2CO3/compuesto pueden utilizarse para preparar un material compuesto de almacenamiento de calor de cambio de fase con un excelente rendimiento,sin cambios ni fugas, con una densidad de almacenamiento de calor de hasta 993 J/g, una resistencia a la compresión de 22,02 MPa y una conductividad térmica de 0,62 W/m•K a 100 ~ 900 °C. Después de 100 ciclos de calentamiento/enfriamiento,el rendimiento de almacenamiento de calor de la muestra NC5 se mantuvo estable.

03
El espesor de la capa de película determina la fuerza entre partículas del material esqueleto y la resistencia a la compresión del material compuesto de almacenamiento de calor por cambio de fase.y el material compuesto de almacenamiento de calor de cambio de fase preparado bajo la fracción de masa óptima del material de cambio de fase tiene las mejores propiedades mecánicas.

04
La conductividad térmica de las partículas del material esqueleto es el principal factor que afecta el rendimiento de transferencia de calor de los materiales compuestos de almacenamiento de calor por cambio de fase.y la impregnación y adsorción de los materiales de cambio de fase en la estructura de los poros de los materiales esqueleto mejora la conductividad térmica de las partículas del material esqueleto, mejorando así el rendimiento de transferencia de calor de los materiales compuestos de almacenamiento de calor de cambio de fase.