اثر استفاده از نانوذرات بر مواد تغییرفازدهنده

نوع مقاله: مقاله علمی ترویجی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک دانشگاه محقق اردبیلی

2 دانشجوی دکتری مهندسی مکانیک دانشگاه تهران

چکیده

امروز منابع انرژی روبه کاهش نهاده‌اند و تأمین انرژی هزینة بسیار بالایی دارد. این در حالی است که نیاز به انرژی نیز روند فزاینده‌ای داشته و تأمین این تقاضا تنها با استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر و یا روش‌های بهینه‌سازی برای مصرف انرژی میسر است. ذخیرة انرژی در مواقع کم‌باری و بهره‌گیری از آن به‌هنگام اوج بار نیز از دیگر روش‌های عدم فشار به منابع سوخت و کاهش هزینه‌های نصب تجهیزات جدید جهت تأمین انرژی است. از جمله روش‌های ذخیرة انرژی استفاده از مواد تغییرفازدهنده است که می‌توانند در مواقع کم‌باری انرژی حرارتی را در خود ذخیره کنند تا در مواقع پرباری به سیستم بازپس دهند. این مواد انواع متنوعی دارند، اما عموماً نقاط ضعف مهمی چون ضریب هدایت حرارتی پایین دارند که نرخ جذب و آزادسازی انرژی را کند می‌کند و حتی می‌تواند توجیه‌پذیری استفاده از آنها را زیر سئوال ببرد. در عین‌حال چون سازوکار ذخیره‌سازی انرژی در این مواد به شکل گرمای نهان است، هرچه این مقدار افزایش یابد، استفاده از مادة تغییرفازدهنده نیز مقبول‌تر خواهد شد. در این مقاله به بررسی تأثیر استفاده از نانوذرات با محوریت نانولوله‌های کربنی و نانوالیاف‌های کربنی بر تغییر این خواص و بهبود آنها پرداخته شده است.

کلیدواژه‌ها


[1] Mehling, H., Cabeza L. "Phase change materials and their basic properties." In: Paksoy H, editor. Thermal energy storage for sustainable energy consumption, Netherlands, Springer, 2007. p. 257–77.

[2] Yu, W., D.M. France, J.L. Routbort, S.U.S. Choi. "Review & comparison of nanofluid thermal conductivity and heat transfer enhancements." Heat Transfer Eng 2008, 29, pp. 432–60.

[3] Abhat, A. "Low temperature latent heat thermal energy storage: heat storage materials." Sol Energy 1983, 30, pp. 313–32.

[4] Halte, V., J.Y. Bigot, B. Palpant, M. Broyer, B. Prevel, A. Perez. "Size dependence of the energy relaxation in silver nanoparticles embedded in dielectric matrices." Appl Phys Lett 1999, 75, pp. 3799–801.

[5] A. Elgafy, K. Lafdi. "Effect of carbon nanofiber additives on thermal behavior of phase change materials." Carbon 2005, 43, pp. 3067–74.

[6] Xue, Q. "Model for the effective thermal conductivity of carbon nanotube composites." Nanotechnology 2006, 17:1655.

[7] Wang, J., H. Xie, Z. Xin. "Thermal properties of paraffin based composites containing multi-walled carbon nanotubes." Thermochim Acta 2009, 488, pp. 39–42.

[8] S. Shaikh, K. Lafdi, K. Hallinan. "Carbon nanoadditives to enhance latent energy storage of phase change materials." J Appl Phys 2008, 103, pp. 094302–94306.

[9] Wang, J., H. Xie, Z. Xin. "Thermal properties of paraffin based composites containing multi-walled carbon nanotubes." Thermochim Acta 2009, 488, pp. 39–42.

[10] Li, T., J.H. Lee, R. Wang, Y. T. Kang. "Heat transfer characteristics of phase change nanocomposite materials for thermal energy storage application." Int J Heat Mass Transf 2014, 75, pp. 1–11.

[11] Zeng, J., Z. Cao, D. Yang, F. Xu, L. Sun, X. Zhang, et al. "Effects of MWNTs on phase change enthalpy and thermal conductivity of a solid-liquid organic PCM." J Therm Anal Calorim 2009, 95, pp. 507–12.

[12] Meng, X., H. Zhang, L. Sun, F. Xu, Q. Jiao, Z. Zhao, et al. "Preparation and thermal properties of fatty acids/CNTs composite as shape-stabilized phase change materials." J Therm Anal Calorim 2012, pp. 1–8.