Sorting by

×
خانه علمی پژوهشیمقالات روش‌های کپسوله‌سازی برای مواد تغییر فاز دهنده – یک بررسی انتقادی

روش‌های کپسوله‌سازی برای مواد تغییر فاز دهنده – یک بررسی انتقادی

توسط منیره جوادی
0 نظرات

مرجع پلیمر در بازار ایران (پلیم پارت) :

چکیده

در حال حاضر، منابع تجدیدناپذیر به شدت مصرف می‌شوند که منجر به افزایش گرمایش جهانی ناشی از تولید دی‌اکسید کربن و غیره خواهد شد. مواد تغییر فاز دهنده (PCM) به عنوان راه‌حلی برای کاهش این بحران‌های جهانی در نظر گرفته می‌شوند که به دلیل قابلیت ذخیره انرژی گرمایی امیدوارکننده آن­ها نسبت داده می‌شود. در این بررسی انتقادی، خواص حرارتی روش‌های مختلف کپسوله‌سازی PCMها خلاصه و مقایسه می‌شود. کپسوله‌­سازی تضمین نموده که PCM­ها به طور ایمن و کارآمد استفاده می‌­شوند، بنابراین این روش باید قبل از اجرای عملی آن­ها به طور کامل بررسی و بهبود یابد. خواص حرارتی قابل استفاده برای روش­‌های مختلف کپسوله‌سازی و مواد کپسوله‌سازی مانند قطر ذرات، آنتالپی، راندمان کپسوله‌سازی و زمان‌های چرخه حرارتی بررسی می‌شوند. به محققان آینده توصیه می‌­شود که رسانایی حرارتی را اندازه­‌گیری و گزارش دهند و آن­ها را به شیوه­‌ای مناسب نمایش دهند. بسیاری از مطالعات این پارامتر را نادیده می‌­گیرند و از پیشرفت تحقیق جلوگیری می‌­نمایند. معیارهای ارزیابی برای خواص مکانیکی باید توسعه یابد تا امکان مقایسه بین مطالعات فراهم شود. پیشنهاد می‌شود که PCM‌های یوتکتیک و فلزی، روش‌های کپسوله‌سازی سل-ژل، روش‌های انعقاد پیچیده و خشک‌ نمودن با اسپری مواردی هستند که می‌توانند برای عملکرد بهتر میکروکپسول، بازدهی بالاتر میکروکپسول و بهبود شرایط سنتز مورد بررسی قرار گیرند. در آینده، میکروکپسول‌های دوکاره، کپسوله‌سازی کوپلیمری و مواد دوپه شده با عملکرد بالا در مقایسه با کپسول‌های تک‌کاربرد فعلی با پوسته‌های پلیمری خالص، پیشرفت‌های بسیار امیدوارکننده‌ای هستند.

نتیجه‌­گیری

ذخیره انرژی به دلیل گرمایش جهانی ناشی از اتکای بیش از حد به منابع مرسوم همیشه قابل توجه است. PCMها که به عنوان جایگزین در نظر گرفته می‌­شوند، مزایای زیادی دارند که می‌توان از آن­ها استفاده نمود. براساس این بررسی انتقادی، نتیجه‌­گیری‌­های مربوطه به شرح زیر است:

  • PCMها با خواص متفاوت از دسته‌­های مختلف، مانند PCM­های آلی، معدنی و یوتکتیک، خلاصه می­‌شوند. مزایا و معایب هر دسته به همراه تجزیه و تحلیل نشان‌­دهنده نقطه ذوب و محدوده گرمای نهان آن­ها ذکر شده است. ترکیبات فلزی و معدنی مناسب‌ترین برای استفاده در مناطقی هستند که نیاز به ذخیره انرژی در دمای بالا و تبادل سریع انرژی دارند. دیگر PCM­ها در زمینه­­‌های ذخیره انرژی با دمای متوسط که بیشتر به آن­ها توجه می­‌شود، سودمندتر هستند. به عنوان مثال، PCM­های آلی پایدار، غیر سمی هستند، اما هدایت حرارتی ضعیفی دارند که باید تقویت شوند. PCM­های معدنی رسانایی حرارتی عالی، اما همچنین خوردگی و فوق سرمایش را نشان می‌­دهند. خواص PCM­های یوتکتیک به ترکیب PCM­ها و روش­های تولید مورد استفاده بستگی دارد، برای به دست آوردن عملکرد بهتر برای ترکیبات مختلف، انتخاب دقیق مورد نیاز است.
  • علاوه بر این، روش‌های کپسوله‌سازی مانند روش‌های شیمیایی، فیزیکی و فیزیکی-شیمیایی، با مشورت از تحقیقات زیاد و به دنبال ادغام ویژگی‌های کلیدی ترموفیزیکی بررسی می‌شوند. تبخیر حلال و خشک نمودن با اسپری دو روش فیزیکی موثر مورد استفاده در کپسوله‌­سازی PCMها هستند که نتیجه آن اندازه ذرات کوچکتر و امکان‌­پذیری بالا می‌­باشد. جدا از ژ‌ل‌­شدن یونی، که صرفاً در PCM استفاده می‌­شود، روش­های انعقاد پیچیده و سل-ژل برای تشکیل پوسته معدنی با هدایت حرارتی بالا مانند سیلیس مفید هستند، اما شرایط انعقاد و pH پایین کاربرد آن­ها را محدود می‌­نماید. تمام روش‌های شیمیایی از جمله پلیمریزاسیون درجا، سطحی، سوسپانسیون و امولسیون می‌توانند اندازه‌های کپسول کوچک‌تری با توزیع‌های باریک به دست آورند. همچنین، مورفولوژی قابل تنظیم و امکان ترکیب مواد تقویت شده امیدوارکننده است اما همچنان با مشکل تولید انبوه مواجه است.

  • برای حوزه‌های تحقیقاتی احتمالی آینده، هدایت حرارتی کپسول‌ها باید اندازه‌گیری شود، زیرا محققان قبلی معمولاً از این ویژگی بسیار مفید غفلت می‌نمایند. روش‌های آزمایش خواص مکانیکی باید با استفاده از یک معیار، استاندارد شود تا محققان بتوانند به طور جهانی با هم مقایسه نمایند. همچنین، PCM­های یوتکتیک و فلزی، روش کپسوله‌­سازی سل-ژل، روش انعقاد پیچیده و خشک نمودن اسپری مواردی هستند که می‌توانند برای عملکرد بهتر میکروکپسول، بازدهی بالاتر میکروکپسول و بهبود شرایط سنتز مورد بررسی قرار گیرند. در آینده، میکروکپسول‌های دوکاره، کپسوله‌سازی کوپلیمری و مواد با کارایی بالا دوپ‌شده برای توسعه کاربردهایی مانند منسوجات، ساخت ‌و ساز و غیره بسیار امیدوارکننده هستند.

دانلود فایل : روش‌های کپسوله‌سازی برای مواد تغییر فاز دهنده - یک بررسی انتقادی

Reference:

Huang, Yongcai, Alex Stonehouse, and Chamil Abeykoon. "Encapsulation methods for phase change materials–A critical review." International Journal of Heat and Mass Transfer 200 (2023): 123458.

https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2022.123458

ترجمه و ویرایش: دانیال ابراهیم زاده

مطالب مشابه

پیام بگذارید

Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.

نگاهی کوتاه

مرجع اطلاعات تخصصی پلیمر حاوی محتوی فنی،اقتصادی،علمی و تولیدی در بازار ایران به منظور گسترش تعاملات تجاری B2B و B2C فعالین و متقاضیان در عرصه داخلی و بین المللی

خبرنامه

آخرین اخبار

تمامی حقوق مطالب برای “پلیم پارت “محفوظ است و هرگونه کپی برداری بدون ذکر منبع ممنوع میباشد.

ضبط پیام صوتی

زمان هر پیام صوتی 5 دقیقه است