Préparation de matériaux composites à changement de phase de mousse de mélamine carbonisée / solution aqueuse de chlorure de sodium et étude des caractéristiques de stockage d'énergie et de sous-refroidissement

Wang Tieying ,  

Su Yuanxiang ,  

Liu Songsong ,  

Liu Shengchun ,  

Wang Haozhe ,  

摘要

Pour résoudre le problème de faible densité de stockage d'énergie et de grand sous-refroidissement des matériaux de stockage d'énergie à changement de phase traditionnels à base de solution aqueuse de chlorure de sodium (NaCl), et élargir leurs perspectives d'application dans le domaine du stockage froid, cet article utilise une mousse de mélamine carbonisée (CMS) préparée avec une solution aqueuse de NaCl pour fabriquer un matériau composite à changement de phase pour le stockage froid. Des traitements de frittage du sponge de mélamine (MS) à différentes températures et durées dans l'air ont été réalisés pour préparer 15 échantillons de CMS. Des méthodes de caractérisation associées ont été utilisées pour étudier systématiquement leur microstructure, leurs performances thermiques, mécaniques et leur mouillabilité de surface. En outre, les caractéristiques de changement de phase des solutions aqueuses de NaCl à différentes fractions massiques ont été étudiées, et le CMS préparé avec le procédé optimal a été composite avec la solution de NaCl pour analyser les variations de la densité de stockage d'énergie et du sous-refroidissement du matériau composite. Les résultats expérimentaux montrent que le CMS fritté à 400 ℃ pendant 150 minutes conserve une structure poreuse uniforme, avec un coefficient de conductivité thermique de 0,03941 W/(m·K), une augmentation de 36,7 % par rapport au MS d'origine, et présente une bonne hydrophilie, ce qui lui permet d'adsorber efficacement la solution de NaCl. Bien que la porosité élevée entraîne une légère diminution des performances mécaniques, elles répondent toujours aux exigences d'utilisation des matériaux composites de stockage froid. Les tests de changement de phase montrent que la chaleur latente de changement de phase diminue avec l'augmentation de la fraction massique de la solution de NaCl, tandis que le sous-refroidissement augmente d'abord puis se stabilise. Par rapport à la solution aqueuse pure de NaCl, le composite préparé avec le CMS fritté à 400 ℃ pendant 150 minutes et la solution de NaCl améliore la densité de stockage d'énergie de 6,3 % à 15,3 % et réduit significativement le sous-refroidissement de 8,2 % à 70,1 %. Les résultats indiquent que le CMS peut renforcer efficacement les performances de stockage d'énergie par changement de phase de la solution de NaCl et inhiber son phénomène de sous-refroidissement, et que le matériau composite à changement de phase préparé présente un bon potentiel d'application, fournissant une base théorique et une référence technique pour la conception et la fabrication de matériaux de stockage froid efficaces.

关键词

mousse de mélamine carbonisée; chlorure de sodium; matériaux à changement de phase; sous-refroidissement; milieu poreux

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