Vật liệu thay đổi pha (PCM) có thể được chia thành nhiều loại dựa trên thành phần hóa học và đặc điểm thay đổi pha của chúng, mỗi loại có những ưu điểm và hạn chế ứng dụng cụ thể.Những vật liệu này chủ yếu bao gồm PCM hữu cơ, PCM vô cơ, PCM dựa trên sinh học và PCM tổng hợp.Dưới đây là giới thiệu chi tiết về đặc điểm của từng loại vật liệu chuyển pha:
1. Vật liệu chuyển pha hữu cơ
Vật liệu chuyển pha hữu cơ chủ yếu bao gồm hai loại: parafin và axit béo.
-Parafin:
-Tính năng: Độ ổn định hóa học cao, khả năng tái sử dụng tốt và dễ dàng điều chỉnh điểm nóng chảy bằng cách thay đổi độ dài chuỗi phân tử.
-Nhược điểm: Độ dẫn nhiệt thấp, có thể cần thêm vật liệu dẫn nhiệt để cải thiện tốc độ phản ứng nhiệt.
-Axit béo:
-Tính năng: Nó có nhiệt ẩn cao hơn parafin và độ bao phủ điểm nóng chảy rộng, phù hợp với các yêu cầu nhiệt độ khác nhau.
-Nhược điểm: Một số axit béo có thể trải qua quá trình tách pha và đắt hơn parafin.
2. Vật liệu chuyển pha vô cơ
Vật liệu chuyển pha vô cơ bao gồm dung dịch muối và muối kim loại.
-Dung dịch nước muối:
-Tính năng: Ổn định nhiệt tốt, nhiệt ẩn cao và chi phí thấp.
-Nhược điểm: Trong quá trình cấp đông có thể xảy ra hiện tượng tách lớp và ăn mòn, cần có vật liệu chứa đựng.
-Muối kim loại:
-Tính năng: Nhiệt độ chuyển pha cao, thích hợp cho việc lưu trữ năng lượng nhiệt ở nhiệt độ cao.
-Nhược điểm: Ngoài ra còn có các vấn đề ăn mòn và suy giảm hiệu suất có thể xảy ra do quá trình nóng chảy và hóa rắn lặp đi lặp lại.
3. Vật liệu chuyển pha dựa trên sinh học
Vật liệu chuyển pha dựa trên sinh học là PCM được chiết xuất từ thiên nhiên hoặc được tổng hợp bằng công nghệ sinh học.
-Đặc trưng:
- Thân thiện với môi trường, dễ phân hủy sinh học, không chứa chất độc hại, đáp ứng nhu cầu phát triển bền vững.
-Nó có thể được chiết xuất từ nguyên liệu thực vật hoặc động vật, chẳng hạn như dầu thực vật và mỡ động vật.
-Nhược điểm:
-Có thể có vấn đề về chi phí cao và hạn chế về nguồn.
-Độ ổn định nhiệt và độ dẫn nhiệt thấp hơn PCM truyền thống và có thể yêu cầu sửa đổi hoặc hỗ trợ vật liệu composite.
4. Vật liệu chuyển pha composite
Vật liệu thay đổi pha tổng hợp kết hợp PCM với các vật liệu khác (như vật liệu dẫn nhiệt, vật liệu hỗ trợ, v.v.) để cải thiện một số tính chất nhất định của PCM hiện có.
-Đặc trưng:
-Bằng cách kết hợp với các vật liệu dẫn nhiệt cao, tốc độ phản ứng nhiệt và độ ổn định nhiệt có thể được cải thiện đáng kể.
-Có thể tùy chỉnh để đáp ứng các yêu cầu ứng dụng cụ thể, chẳng hạn như tăng cường độ bền cơ học hoặc cải thiện độ ổn định nhiệt.
-Nhược điểm:
- Quá trình chuẩn bị có thể phức tạp và tốn kém.
- Cần có kỹ thuật xử lý và kết hợp vật liệu chính xác.
Mỗi vật liệu thay đổi pha này đều có những ưu điểm và kịch bản ứng dụng riêng.Việc lựa chọn loại PCM thích hợp thường phụ thuộc vào yêu cầu về nhiệt độ, ngân sách chi phí, cân nhắc tác động môi trường và tuổi thọ dự kiến của ứng dụng cụ thể.Với việc nghiên cứu sâu hơn và phát triển công nghệ, sự phát triển của vật liệu thay đổi pha
Phạm vi ứng dụng dự kiến sẽ mở rộng hơn nữa, đặc biệt là trong việc lưu trữ năng lượng và quản lý nhiệt độ.
Thời gian đăng: 20-06-2024