"מותג מלך הקרח של צ'נגדו" מבקש להבין את ההתקדמות האחרונה במחקר טכנולוגי לאחסון חום.

Composite Phase Change טכנולוגיית אחסון חוםמונע חסרונות רבים של אחסון חום הגיוני וטכניקות אחסון חום בשינוי פאזה על ידי שילוב של שתי השיטות. טכנולוגיה זו הפכה בשנים האחרונות למוקד מחקר, הן מקומי והן בינלאומי. עם זאת, חומרי פיגום מסורתיים המשמשים בטכנולוגיה זו הם בדרך כלל מינרלים טבעיים או המוצרים המשניים שלהם. מיצוי או עיבוד בקנה מידה גדול של חומרים אלה עלולים לפגוע במערכת האקולוגית המקומית ולצרוך כמויות משמעותיות של אנרגיה מאובנים. כדי לצמצם את ההשפעות הסביבתיות הללו, ניתן להשתמש בפסולת מוצקה לייצור חומרים מרוכבים לאחסון חום.
סיגי קרביד, פסולת מוצקה תעשייתית שנוצרת במהלך ייצור אצטילן ופוליוויניל כלוריד, עולה על 50 מיליון טון מדי שנה בסין. היישום הנוכחי של סיגי קרביד בתעשיית המלט הגיע לרוויה, מה שהוביל להצטברות באוויר הפתוח בקנה מידה גדול, הטמנה והשלכת אוקיינוס, הפוגעים קשות במערכת האקולוגית המקומית. יש צורך דחוף לחקור שיטות חדשות לניצול משאבים.
כדי לטפל בצריכה בקנה מידה גדול של פסולת תעשייתית סיגי קרביד ולהכין חומרי אחסון חום מרוכבים בפחמן נמוך ובעלות נמוכה, הציעו חוקרים מאוניברסיטת בייג'ינג להנדסה אזרחית וארכיטקטורה להשתמש בסיגי קרביד כחומר הפיגום. הם השתמשו בשיטת סינטר בכבישה קרה להכנת חומרי אחסון חום מרוכבים של סיגים Na₂CO₃/קרביד, בעקבות השלבים המוצגים באיור. הוכנו שבע דגימות חומר לשינוי שלב מרוכב עם יחסים שונים (NC5-NC7). בהתחשב בדפורמציה הכוללת, דליפת מלח מותך פני השטח וצפיפות אגירת החום, למרות שצפיפות אגירת החום של מדגם NC4 הייתה הגבוהה ביותר מבין שלושת החומרים המרוכבים, היא הראתה דפורמציה קלה ודליפה. לכן, נקבע כי מדגם NC5 הוא בעל יחס המסה האופטימלי עבור חומר אחסון החום המשולב בפאזה. הצוות ניתח לאחר מכן את המורפולוגיה המקרוסקופית, ביצועי אחסון חום, תכונות מכניות, מורפולוגיה מיקרוסקופית, יציבות מחזורית ותאימות רכיבים של חומר אגירת החום המרוכב של שינוי פאזה, והניב את המסקנות הבאות:
01התאימות בין סיגי קרביד ל-Na₂CO₃ טובה, ומאפשרת לסיגי קרביד להחליף חומרי פיגום טבעיים מסורתיים בסינתזה של חומרי אחסון חום של Na₂CO₃/סיגי קרביד. זה מקל על מיחזור משאבים בקנה מידה גדול של סיגי קרביד ומשיג הכנת פחמן נמוכה ובעלות נמוכה של חומרי אחסון חום מרוכבים לשינוי פאזה.
02ניתן להכין חומר אחסון חום מרוכב לשינוי פאזה עם ביצועים מצוינים עם חלק מסה של 52.5% סיגים קרביד ו-47.5% חומר לשינוי פאזה (Na₂CO₃). החומר אינו מראה דפורמציה או דליפה, עם צפיפות אגירת חום של עד 993 J/g בטווח הטמפרטורות של 100-900°C, חוזק לחיצה של 22.02 MPa ומוליכות תרמית של 0.62 W/(m•K ). לאחר 100 מחזורי חימום/קירור, ביצועי אחסון החום של מדגם NC5 נותרו יציבים.
03העובי של שכבת הסרט לשינוי שלב בין חלקיקי הפיגום קובע את כוח האינטראקציה בין חלקיקי חומר הפיגום ואת חוזק הלחיצה של חומר אחסון החום המרוכב של שינוי שלב. חומר אחסון החום המרוכב של שינוי פאזה שהוכן עם חלק המסה האופטימלי של חומר שינוי פאזה מציג את התכונות המכניות הטובות ביותר.
04המוליכות התרמית של חלקיקי חומר הפיגום היא הגורם העיקרי המשפיע על ביצועי העברת החום של חומרים לאחסון חום מרוכבים לשינוי פאזה. החדירה והספיחה של חומרי שינוי פאזה במבנה הנקבוביות של חלקיקי חומרי הפיגום משפרים את המוליכות התרמית של חלקיקי חומרי הפיגום, ובכך משפרים את ביצועי העברת החום של חומר אחסון החום המרוכב של שינוי פאזה.