การจำแนกประเภทที่สำคัญหลายประการและคุณลักษณะตามลำดับของวัสดุเปลี่ยนเฟส

วัสดุเปลี่ยนเฟส (PCM) สามารถแบ่งออกเป็นหลายประเภทตามองค์ประกอบทางเคมีและลักษณะการเปลี่ยนเฟส โดยแต่ละประเภทมีข้อดีและข้อจำกัดในการใช้งานเฉพาะวัสดุเหล่านี้ส่วนใหญ่ประกอบด้วย PCM อินทรีย์ PCM อนินทรีย์ PCM ชีวภาพ และ PCM คอมโพสิตด้านล่างนี้เป็นคำแนะนำโดยละเอียดเกี่ยวกับคุณลักษณะของวัสดุเปลี่ยนเฟสแต่ละประเภท:

1. วัสดุเปลี่ยนเฟสอินทรีย์

วัสดุเปลี่ยนเฟสอินทรีย์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยสองประเภท: พาราฟินและกรดไขมัน

-พาราฟิน:
-คุณสมบัติ: มีความเสถียรทางเคมีสูง นำกลับมาใช้ใหม่ได้ดี และปรับจุดหลอมเหลวได้ง่ายโดยการเปลี่ยนความยาวของสายโซ่โมเลกุล
-ข้อเสีย: ค่าการนำความร้อนต่ำ และอาจจำเป็นต้องเพิ่มวัสดุนำความร้อนเพื่อปรับปรุงความเร็วตอบสนองความร้อน
-กรดไขมัน:
-คุณสมบัติ: มีความร้อนแฝงสูงกว่าพาราฟินและมีจุดหลอมเหลวครอบคลุมกว้าง เหมาะสำหรับความต้องการอุณหภูมิต่างๆ
-ข้อเสีย: กรดไขมันบางชนิดอาจผ่านการแยกเฟสและมีราคาแพงกว่าพาราฟิน

2. วัสดุเปลี่ยนเฟสอนินทรีย์

วัสดุเปลี่ยนเฟสอนินทรีย์ประกอบด้วยสารละลายน้ำเกลือและเกลือของโลหะ

- สารละลายน้ำเกลือ:
-คุณสมบัติ: เสถียรภาพทางความร้อนที่ดี ความร้อนแฝงสูง และต้นทุนต่ำ
-ข้อเสีย: ในระหว่างการแช่แข็งอาจเกิดการหลุดล่อนและมีฤทธิ์กัดกร่อนได้ซึ่งต้องใช้วัสดุภาชนะ
-เกลือโลหะ:
- คุณสมบัติ: อุณหภูมิการเปลี่ยนเฟสสูงเหมาะสำหรับการจัดเก็บพลังงานความร้อนที่อุณหภูมิสูง
-ข้อเสีย: นอกจากนี้ยังมีปัญหาการกัดกร่อนและประสิทธิภาพการทำงานลดลงเนื่องจากการหลอมละลายและการแข็งตัวซ้ำๆ

3. วัสดุเปลี่ยนเฟสทางชีวภาพ

วัสดุเปลี่ยนเฟสทางชีวภาพคือ PCM ที่สกัดจากธรรมชาติหรือสังเคราะห์ผ่านเทคโนโลยีชีวภาพ

-คุณสมบัติ:
-เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ ปราศจากสารอันตราย ตอบสนองความต้องการการพัฒนาที่ยั่งยืน
-สามารถสกัดได้จากวัตถุดิบพืชหรือสัตว์ เช่น น้ำมันพืช และไขมันสัตว์
-ข้อเสีย:
- อาจมีปัญหาเกี่ยวกับต้นทุนที่สูงและข้อจำกัดของแหล่งที่มา
-ความเสถียรทางความร้อนและการนำความร้อนต่ำกว่า PCM แบบดั้งเดิม และอาจต้องมีการดัดแปลงหรือการสนับสนุนวัสดุคอมโพสิต

4. วัสดุเปลี่ยนเฟสคอมโพสิต

วัสดุเปลี่ยนเฟสแบบคอมโพสิตจะรวม PCM เข้ากับวัสดุอื่นๆ (เช่น วัสดุนำความร้อน วัสดุรองรับ ฯลฯ) เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติบางอย่างของ PCM ที่มีอยู่

-คุณสมบัติ:
-เมื่อรวมกับวัสดุที่มีการนำความร้อนสูง ความเร็วตอบสนองความร้อนและเสถียรภาพทางความร้อนจะดีขึ้นอย่างมาก
- สามารถปรับแต่งให้ตรงตามความต้องการในการใช้งานเฉพาะได้ เช่น การเพิ่มความแข็งแรงทางกลหรือการปรับปรุงเสถียรภาพทางความร้อน
-ข้อเสีย:
-ขั้นตอนการเตรียมการอาจซับซ้อนและมีค่าใช้จ่ายสูง
- ต้องใช้เทคนิคการจับคู่วัสดุและการประมวลผลที่แม่นยำ

วัสดุเปลี่ยนเฟสเหล่านี้แต่ละชนิดมีข้อดีและสถานการณ์การใช้งานเฉพาะตัวการเลือกประเภท PCM ที่เหมาะสมมักจะขึ้นอยู่กับข้อกำหนดด้านอุณหภูมิของการใช้งาน งบประมาณด้านต้นทุน ข้อพิจารณาเกี่ยวกับผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม และอายุการใช้งานที่คาดหวังด้วยการวิจัยที่ลึกซึ้งและการพัฒนาเทคโนโลยีการพัฒนาวัสดุเปลี่ยนเฟส

ขอบเขตการใช้งานคาดว่าจะขยายออกไปอีก โดยเฉพาะในด้านการจัดเก็บพลังงานและการจัดการอุณหภูมิ