Els materials de canvi de fase (PCM) són un tipus especial de substància que pot absorbir o alliberar una gran quantitat d'energia tèrmica a una temperatura específica, mentre pateixen canvis d'estat físic, com ara de sòlid a líquid o viceversa.Aquesta propietat fa que els materials de canvi de fase tinguin un valor d'aplicació important en els camps de control de temperatura, emmagatzematge d'energia i gestió tèrmica.A continuació es fa una anàlisi detallada dels materials de canvi de fase:
propietat física
La característica bàsica dels materials de canvi de fase és la capacitat d'absorbir o alliberar una gran quantitat de calor latent a una temperatura fixa (temperatura de canvi de fase).En el procés d'absorció de calor, els materials canvien d'una fase a una altra, com ara de sòlid a líquid (fusió).Durant el procés exotèrmic, el material passa de líquid a sòlid (solidificació).Aquest procés de transició de fase sol produir-se dins d'un rang de temperatures molt estret, permetent que els materials de canvi de fase tinguin una bona estabilitat tèrmica a temperatures gairebé constants.
Tipus principals
Els materials de canvi de fase es poden classificar en les següents categories segons les seves propietats químiques i camps d'aplicació:
1. PCM orgànics: incloent parafina i àcids grassos.Aquests materials tenen una bona estabilitat química, reutilitzabilitat i un rang adequat de temperatures de transició de fase.
2. PCM inorgànics: inclouen solucions salines i compostos metàl·lics.La seva conductivitat tèrmica sol ser millor que els PCM orgànics, però poden tenir problemes de separació i corrosió.
3. MCP de base biològica: es tracta d'un tipus emergent de PCM que s'originen a partir de biomaterials naturals i tenen característiques ambientals i sostenibles.
àrea d'aplicació
Els materials de canvi de fase s'utilitzen àmpliament en múltiples camps, incloent-hi principalment:
1. Eficiència energètica de l'edifici: mitjançant la integració de PCM en materials de construcció com ara parets, sòls o sostres, la temperatura interior es pot regular de manera eficaç, reduint el consum d'energia per a l'aire condicionat i la calefacció.
2. Emmagatzematge d'energia tèrmica: els PCM poden absorbir calor a altes temperatures i alliberar calor a baixes temperatures, ajudant a equilibrar l'oferta i la demanda d'energia, especialment en la utilització d'energies renovables com l'energia solar i eòlica.
3. Gestió tèrmica de productes electrònics: l'ús de PCM en dispositius electrònics pot ajudar a gestionar la calor generada durant el funcionament, millorar l'eficiència i allargar la vida útil del dispositiu.
4. Transport i embalatge: l'ús de PCM en el transport d'aliments i productes farmacèutics pot mantenir els productes en condicions de temperatura adequades i garantir la qualitat del producte.
Reptes tècnics
Malgrat els importants avantatges dels materials de canvi de fase, encara s'enfronten a alguns reptes tècnics en aplicacions pràctiques, com ara la vida útil, l'estabilitat tèrmica i la necessitat d'embalatge i tecnologies d'integració.Aquests reptes s'han de superar mitjançant els avenços en la ciència dels materials i la tecnologia de l'enginyeria.
Els materials de canvi de fase són molt esperats en els camps de l'energia verda i la tecnologia sostenible a causa del seu rendiment tèrmic únic i les seves àmplies perspectives d'aplicació.
Hora de publicació: 20-jun-2024