مروری بر کامپوزیت ایروژل‏های پلیمری هادی گرما

نوع مقاله: تالیفی

نویسندگان

1 گروه مهندسی پلیمر-دانشکده مهندسی شیمی-دانشگاه تربیت مدرس-تهران-ایران

2 عضو هیات علمی گروه مهندسی پلیمر دانشگاه تربیت مدرس

10.22063/basparesh.2020.2680.1511

چکیده

ایروژل‏ها به دلیل وزن سبک، تخلخل بالا، مساحت سطح ویژه بالا و سایر خواص منحصربه‌فردشان، قابلیت کاربردهای فراوانی در صنعت دارند. ایروژل‏های پلیمری هادی گرما با توجه به نیاز عمده صنعت به کامپوزیت‏های هادی گرما و سبک‌وزن، پرکاربرد هستند. مهم‌ترین کاربرد ایروژل‏های پلیمری هادی گرما استفاده از آن‏ها در کامپوزیت‏های تغییرفازی (Phase Change Composites, PCCs) به عنوان قالب پایدار کننده شکل برای ذخیره انرژی گرمایی است. مواد تغییر فازی (Phase Change Materials, PCMs) به مواد بلوری گفته می شود که در خلال تغییر فاز از جامد به مایع و عکس، قادر به ذخیره و دفع انرژی گرمایی است. میزان ذخیره یا دفع انرژی گرمایی بستگی به میزان ماده تغییر فازی در سامانه و آنتالپی ذوب/بلورینگی آن دارد. ساختار متخلخل ایروژل‏‏ها، مواد تغییر فازی مذاب را به‌خوبی در خود جای داده و از نشت آن‏ها جلوگیری می‏کند. افزایش ظرفیت بارگیری PCM ها به دلیل تخلخل بالای ایروژل‏ها و نیز هدایت گرمایی بالای ایروژل‏های هادی گرما، حفظ گرمای نهان انجماد PCC ها را در پی دارد و بازده بالای آن‏ها در ذخیره انرژی را تضمین می‏کند. در این مقاله، به مروری بر مهم‌ترین ایروژل‏های پلیمری هادی گرما که در سالیان اخیر توسط پژوهش‏گران موردبررسی قرارگرفته است، پرداخته شده است. همچنین سعی شده که ایروژل های هادی مطلوب برای کاربرد در ذخیره گرمایی با منطق استفاده از سامانه‌های تغییر فازی معرفی و تحلیل گردد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A Review on Thermal Conductive Polymeric Aerogel Composites

نویسندگان [English]

  • Narges Nazari 1
  • Ahmad Reza Bahramian 2
1 Polymer Engineering Department, Faculty of Chemical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
2 Polymer Engineering Department, Faculty of Chemical Engineering, Tarbiat Modares University
چکیده [English]

Aerogels have many potential applications in the many industries due to their very low density, high porosity, high specific surface area, and other their specific properties. Thermal conductive polymeric aerogels are very useful due to the high demand of industry for low density and high thermal conductive composites. The main application of thermal conductive polymeric aerogels is shape stable templet for thermal energy storage systems in phase change composites. Phase change materials (PCM) as crystalline or semi-crystalline materials can storage or release thermal energy during solid to liquid or liquid to solid phase inversion. The intensity of thermal energy storage in phase change material systems strongly dependent on their melt/crystalline enthalpy and mass/volume fraction amount in the system. The porous structure of aerogels can appropriately store the melt PCMs and prevent their release. Increase in loading capacity of PCMs due to the high thermal conductivity and porosity of thermal conductive aerogels result in fusion latent heat preserving and guarantee the high efficiency of them in thermal energy storage. In this article, the most important thermal conductive aerogels that investigated in recent years were reviewed and analyzed. Besides, tried to introduce and investigate the appropriate conductive aerogels for thermal energy storage based on phase change material systems.

کلیدواژه‌ها [English]

  • ایروژل
  • نانو متخلخل
  • هدایت حرارتی
  • کامپوزیت‏های تغییرفازی هادی گرما
  • ذخیره انرژی گرمایی