چندین طبقه بندی اصلی و ویژگی های مربوط به آنها برای مواد تغییر فاز

مواد تغییر فاز (PCM) را می توان بر اساس ترکیب شیمیایی و ویژگی های تغییر فاز به چند دسته تقسیم کرد که هر کدام دارای مزایا و محدودیت های کاربردی خاصی هستند.این مواد عمدتاً شامل PCMهای آلی، PCMهای معدنی، PCMهای مبتنی بر زیستی و PCMهای مرکب هستند.در زیر مقدمه ای مفصل برای ویژگی های هر نوع ماده تغییر فاز آورده شده است:

1. مواد تغییر فاز آلی

مواد تغییر فاز آلی عمدتاً شامل دو نوع هستند: پارافین و اسیدهای چرب.

-پارافین:
-ویژگی ها: پایداری شیمیایی بالا، قابلیت استفاده مجدد خوب و تنظیم آسان نقطه ذوب با تغییر طول زنجیره های مولکولی.
-معایب: هدایت حرارتی پایین است و ممکن است برای بهبود سرعت پاسخ حرارتی نیاز به افزودن مواد رسانای حرارتی باشد.
-اسیدهای چرب:
-ویژگی ها: گرمای نهان بالاتری نسبت به پارافین دارد و پوشش نقطه ذوب گسترده ای دارد که برای شرایط دمایی مختلف مناسب است.
-معایب: برخی از اسیدهای چرب ممکن است تحت جداسازی فاز قرار گیرند و گرانتر از پارافین هستند.

2. مواد تغییر فاز غیر آلی

مواد تغییر فاز معدنی شامل محلول های نمکی و نمک های فلزی است.

-محلول آب نمک:
-ویژگی ها: پایداری حرارتی خوب، گرمای نهان بالا و هزینه کم.
-معایب: در هنگام انجماد، لایه لایه شدن ممکن است رخ دهد و خورنده است و به مواد ظرف نیاز دارد.
-نمک های فلزی:
-ویژگی ها: دمای انتقال فاز بالا، مناسب برای ذخیره انرژی حرارتی در دمای بالا.
-معایب: مسائل خوردگی نیز وجود دارد و ممکن است به دلیل ذوب و انجماد مکرر، کاهش عملکرد رخ دهد.

3. مواد تغییر فاز مبتنی بر زیست

مواد تغییر فاز مبتنی بر زیست، PCM هایی هستند که از طبیعت استخراج می شوند یا از طریق بیوتکنولوژی سنتز می شوند.

-امکانات:
- سازگار با محیط زیست، زیست تخریب پذیر، عاری از مواد مضر، رفع نیازهای توسعه پایدار.
- می توان آن را از مواد خام گیاهی یا حیوانی مانند روغن نباتی و چربی حیوانی استخراج کرد.
-معایب:
-ممکن است مشکلاتی با هزینه های بالا و محدودیت منبع وجود داشته باشد.
-پایداری حرارتی و هدایت حرارتی کمتر از PCM های سنتی است و ممکن است نیاز به اصلاح یا پشتیبانی مواد مرکب داشته باشد.

4. مواد تغییر فاز مرکب

مواد تغییر فاز مرکب PCM ها را با مواد دیگر (مانند مواد رسانای حرارتی، مواد پشتیبانی و غیره) ترکیب می کنند تا خواص خاصی از PCM های موجود را بهبود بخشند.

-امکانات:
-با ترکیب با مواد رسانایی حرارتی بالا، سرعت پاسخ حرارتی و پایداری حرارتی را می توان به طور قابل توجهی بهبود بخشید.
- سفارشی‌سازی می‌تواند برای برآوردن الزامات کاربردی خاص، مانند افزایش استحکام مکانیکی یا بهبود پایداری حرارتی انجام شود.
-معایب:
-فرآیند آماده سازی ممکن است پیچیده و پرهزینه باشد.
- تطبیق دقیق مواد و تکنیک های پردازش مورد نیاز است.

این مواد تغییر فاز هر کدام مزایا و سناریوهای کاربردی منحصر به فرد خود را دارند.انتخاب نوع PCM مناسب معمولاً به نیازهای دمایی برنامه خاص، بودجه هزینه، ملاحظات اثرات زیست محیطی و عمر مورد انتظار بستگی دارد.با تعمیق تحقیق و توسعه فناوری، توسعه مواد تغییر فاز

انتظار می رود دامنه کاربرد بیشتر گسترش یابد، به ویژه در ذخیره سازی انرژی و مدیریت دما.