מספר סיווגים עיקריים ותכונותיהם בהתאמה של חומרי שינוי פאזה

ניתן לחלק את חומרי שינוי שלב (PCM) למספר קטגוריות על סמך מאפייני ההרכב הכימי ושינוי שלב שלהם, כאשר כל אחד מהם יתרונות ומגבלות ספציפיות ליישום. חומרים אלה כוללים בעיקר PCMs אורגניים, PCMs inororganic, PCMs מבוססי ביו ו- PCMs מורכבים. להלן מבוא מפורט למאפיינים של כל סוג של חומר לשינוי פאזה:

1. חומרי שינוי שלב אורגני

חומרי שינוי שלב אורגני כוללים בעיקר שני סוגים: פרפין וחומצות שומן.

-פָּרָפִין:
-תכונות: יציבות כימית גבוהה, שימוש חוזר טוב והתאמה קלה של נקודת התכה על ידי שינוי אורך השרשראות המולקולריות.
-הימון: המוליכות התרמית נמוכה, וייתכן שיהיה צורך להוסיף חומרים מוליכים תרמיים כדי לשפר את מהירות התגובה התרמית.
חומצות חומצות:
-תוארות: יש לו חום סמוי גבוה יותר מפרפין וכיסוי נקודת התכה רחבה, המתאימה לדרישות טמפרטורה שונות.
-הפגנים: חומצות שומן מסוימות עשויות לעבור הפרדת פאזות ויקרות יותר מפרפין.

2. חומרי שינוי שלב אורגני

חומרי שינוי שלב אורגני כוללים פתרונות מלוחים ומלחי מתכת.

פתרון מים של סלט:
-תכונות: יציבות תרמית טובה, חום סמוי גבוה ועלות נמוכה.
-הפגנים: במהלך ההקפאה, יתכן שתתרחש דלמינציה והיא מאכלת, הדורשת חומרי מכולה.
מלחים מתכת:
-תכונות: טמפרטורת מעבר שלב גבוה, המתאימה לאחסון אנרגיה תרמית בטמפרטורה גבוהה.
-אמצעים: ישנן גם בעיות קורוזיה ויכולה להתרחש השפלה של ביצועים בגלל התכה והתמצקות חוזרת ונשנית.

3. חומרי שינוי שלב ביו -בסיס

חומרי שינוי שלב ביולוגי הם PCMs המופקים מהטבע או מסונתזים באמצעות ביוטכנולוגיה.

-מציגים:
-הסכנות ידידותית, מתכלה, נטולת חומרים מזיקים, העונה על צרכי פיתוח בר -קיימא.
ניתן לחלץ אותו מחומרי גלם צמחיים או מבעלי חיים, כמו שמן צמחי ושומן מן החי.
-אמצעים:
-אפשרות להיות בעיות עם עלויות גבוהות ומגבלות מקור.
היציבות התרמית והמוליכות התרמית נמוכה מ- PCMs מסורתיים, ועשויה לדרוש שינוי או תמיכה בחומרים מורכבים.

4. חומרי שינוי שלב מורכב

חומרים לשינוי שלב מורכב משלבים PCMs עם חומרים אחרים (כגון חומרים מוליכים תרמיים, חומרי תמיכה וכו ') כדי לשפר את המאפיינים מסוימים של PCMs קיימים.

-מציגים:
על ידי שילוב עם חומרי מוליכות תרמית גבוהה, ניתן לשפר משמעותית את מהירות התגובה התרמית ויציבות התרמית.
ניתן לבצע חיוב כדי לעמוד בדרישות היישום הספציפיות, כגון שיפור חוזק מכני או שיפור היציבות התרמית.
-אמצעים:
תהליך ההכנה עשוי להיות מורכב ויקר.
-נדרשים טכניקות התאמה ועיבוד חומרים מדויקים.

חומרים לשינוי שלב אלה הם בעלי היתרונות הייחודיים והתרחישים היישומים שלהם. בחירת סוג ה- PCM המתאים תלויה בדרך כלל בדרישות הטמפרטורה של היישום הספציפי, תקציב העלות, שיקולי ההשפעה על הסביבה ובחיי השירות הצפויים. עם העמקת המחקר ופיתוח הטכנולוגיה, פיתוח חומרי שינוי פאזה

היקף היישום צפוי להתרחב עוד יותר, במיוחד באחסון אנרגיה וניהול טמפרטורות.