การจำแนกประเภทที่สำคัญหลายประการและลักษณะเฉพาะของวัสดุเปลี่ยนเฟส

วัสดุเปลี่ยนเฟส (PCMS) สามารถแบ่งออกเป็นหลายประเภทตามองค์ประกอบทางเคมีและลักษณะการเปลี่ยนแปลงเฟสแต่ละรายการมีข้อได้เปรียบและข้อ จำกัด การใช้งานเฉพาะ วัสดุเหล่านี้ส่วนใหญ่รวมถึง PCM ออร์แกนิก, PCM แบบอนินทรีย์, PCM ที่ใช้ชีวภาพและ PCM คอมโพสิต ด้านล่างนี้เป็นการแนะนำรายละเอียดเกี่ยวกับลักษณะของวัสดุเปลี่ยนเฟสแต่ละประเภท:

1. วัสดุเปลี่ยนเฟสอินทรีย์

วัสดุเปลี่ยนเฟสอินทรีย์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยสองประเภท: พาราฟินและกรดไขมัน

-พาราฟิน:
-Features: ความเสถียรทางเคมีสูงความสามารถในการนำกลับมาใช้ใหม่ได้ดีและการปรับจุดหลอมละลายง่ายโดยการเปลี่ยนความยาวของโซ่โมเลกุล
-DisAdvantage: การนำความร้อนต่ำและอาจจำเป็นต้องเพิ่มวัสดุนำไฟฟ้าความร้อนเพื่อปรับปรุงความเร็วในการตอบสนองความร้อน
-Fatty Acids:
-Features: มีความร้อนแฝงสูงกว่าพาราฟินและความครอบคลุมของจุดหลอมเหลวที่กว้างเหมาะสำหรับความต้องการอุณหภูมิที่หลากหลาย
-disadvantages: กรดไขมันบางตัวอาจได้รับการแยกเฟสและมีราคาแพงกว่าพาราฟิน

2. วัสดุเปลี่ยนเฟสอนินทรีย์

วัสดุเปลี่ยนเฟสอนินทรีย์รวมถึงสารละลายน้ำเกลือและเกลือโลหะ

-Salt Water Solution:
-Features: ความเสถียรทางความร้อนที่ดีความร้อนแฝงสูงและต้นทุนต่ำ
-disadvantages: ในระหว่างการแช่แข็งการ delamination อาจเกิดขึ้นและมีการกัดกร่อนต้องใช้วัสดุภาชนะ
-เกลือโลหะ:
-Features: อุณหภูมิการเปลี่ยนเฟสสูงเหมาะสำหรับการจัดเก็บพลังงานความร้อนอุณหภูมิสูง
-disadvantages: นอกจากนี้ยังมีปัญหาการกัดกร่อนและการลดลงของประสิทธิภาพอาจเกิดขึ้นได้เนื่องจากการหลอมละลายและการแข็งตัวซ้ำ ๆ

3. วัสดุเปลี่ยนเฟส biobased

วัสดุเปลี่ยนเฟส biobased เป็น PCM ที่สกัดจากธรรมชาติหรือสังเคราะห์ผ่านเทคโนโลยีชีวภาพ

-คุณสมบัติ:
-เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมย่อยสลายได้ทางชีวภาพปราศจากสารอันตรายตอบสนองความต้องการของการพัฒนาที่ยั่งยืน
-สามารถสกัดได้จากวัตถุดิบพืชหรือสัตว์เช่นน้ำมันพืชและไขมันสัตว์
-disadvantages:
-อาจมีปัญหาเกี่ยวกับค่าใช้จ่ายและข้อ จำกัด ของแหล่งที่สูง
-ความเสถียรทางความร้อนและการนำความร้อนต่ำกว่า PCM แบบดั้งเดิมและอาจต้องมีการดัดแปลงหรือสนับสนุนวัสดุคอมโพสิต

4. วัสดุเปลี่ยนเฟสคอมโพสิต

วัสดุการเปลี่ยนเฟสคอมโพสิตรวม PCMs กับวัสดุอื่น ๆ (เช่นวัสดุนำไฟฟ้าความร้อนวัสดุสนับสนุน ฯลฯ ) เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติบางอย่างของ PCM ที่มีอยู่

-คุณสมบัติ:
-เมื่อรวมกับวัสดุการนำความร้อนสูงความเร็วในการตอบสนองความร้อนและความเสถียรทางความร้อนสามารถปรับปรุงได้อย่างมีนัยสำคัญ
-การปรับแต่งสามารถทำได้เพื่อตอบสนองความต้องการของแอปพลิเคชันเฉพาะเช่นการเพิ่มความแข็งแรงเชิงกลหรือการปรับปรุงความเสถียรทางความร้อน
-disadvantages:
-กระบวนการเตรียมการอาจซับซ้อนและมีค่าใช้จ่ายสูง
-จำเป็นต้องใช้เทคนิคการจับคู่วัสดุและการประมวลผลที่ถูกต้อง

วัสดุเปลี่ยนเฟสเหล่านี้แต่ละรายการมีข้อได้เปรียบที่เป็นเอกลักษณ์และสถานการณ์การใช้งาน การเลือกประเภท PCM ที่เหมาะสมมักจะขึ้นอยู่กับความต้องการอุณหภูมิของแอปพลิเคชันเฉพาะงบประมาณต้นทุนการพิจารณาผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและอายุการใช้งานที่คาดหวัง ด้วยการวิจัยที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นและการพัฒนาเทคโนโลยีการพัฒนาวัสดุเปลี่ยนเฟส

ขอบเขตการใช้งานคาดว่าจะขยายตัวต่อไปโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการจัดเก็บพลังงานและการจัดการอุณหภูมิ