Накопичення тепла восковими полідисперсними наноматеріалами з фазовим переходом

Анотація

Матеріали з акумулюванням прихованої теплоти стали привабливими для їх використання у багатьох галузях людської діяльності. Однак їх застосування часто обмежене проблемами низьких коефіцієнтів теплопровідності, а перехід з твердого в розплавлений стан викликає труднощі зберігання матеріалів, до того ж необхідні спеціальні теплообмінники, що збільшує вартість енергії. Розв’язання означених проблем може полягати в створенні полідисперсних порошків для зберігання тепла. У роботі нами отримано із розплавів формостійкі матеріали з фазовим переходом шляхом змішування галлоізитних нанотрубок з карнаубським воском. Шляхом подрібнення отримано тверді зразки віск/нанотрубки з масовим співвідношенням 70/30, 60/40 і 50/50. Чистий віск показав теплоту фазового переходу з твердого в рідкий стан 189.09 Дж/г. Карнаубський віск має приховану теплоту, на 25% більшу приблизно у порівнянні з парафіном. Створені композитні матеріали мали меншу в порівнянні з воском приховану теплоту: 99.39 Дж/г для зразка 70/30, 90.25 Дж/г для 60/40 і 81.26 Дж/г для зразка 50/50. Елементне картографування наноматеріалів виявило однорідний розподіл нанотрубок в масиві воску. За даними рентгеноструктурного аналізу, в процесі приготування матеріалів компоненти не утворили нових кристалічних фаз, а присутні в матеріалах у вигляді фізичних сумішей. При нагріванні компоненти між собою хімічно не взаємодіяли, що є корисною властивістю при накопиченні матеріалами теплової енергії. Встановлено, що значення поглинутої та відданої теплоти воском масою 4 г в залежності від погодних умов становило 26.96–242,60 та 49.22–150.02 Дж.