مروری کوتاه بر کامپوزیت ایروژل ‏های پلیمری رسانای 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

ایروژل‏ ها به ­دلیل چگالی بسیار کم، تخلخل و مساحت سطح ویژه زیاد و سایر خواص منحصر به‌فرد کاربردهای فراوانی در صنعت دارند. ایروژل‏ های پلیمری رسانای گرما با توجه به نیاز عمده صنعت به کامپوزیت‏ های رسانای گرما و چگالی کم، پرکاربرد هستند. مهم‌ترین کاربرد ایروژل‏ های پلیمری رسانای گرما در کامپوزیت‏ های تغییرفاز (phase change composites, PCCs) به­ عنوان قالب پایدارکننده شکل برای ذخیره انرژی گرمایی است. مواد تغییر فاز (phase change materials, PCMs) به مواد بلوری یا نیمه­ بلوری گفته می­شود که در خلال تغییر فاز از جامد به مایع و برعکس، دارای قابلیت ذخیره و دفع انرژی گرمایی هستند. میزان ذخیره یا دفع انرژی گرمایی بستگی به مقدار ماده تغییر فاز در سامانه و آنتالپی ذوب-بلورینگی آن دارد. ساختار متخلخل ایروژل‏‏ها، مواد تغییر فاز مذاب را به‌خوبی در خود جای می­دهد و از نشت آن‏ها جلوگیری می‏کند. افزایش ظرفیت بارگیری PCM­­ها به­دلیل تخلخل زیاد ایروژل‏ها و نیز رسانندگی گرمایی زیاد ایروژل‏ های رسانای گرما، حفظ گرمای نهان انجماد PCC­ها را در پی دارد و بازده زیاد آن‏ها را در ذخیره انرژی تضمین می‏کند. در این مقاله، مهم‌ترین ایروژل ‏های پلیمری رسانای گرما مرور شده­اند که پژوهشگران در سال­های اخیر آن­ها را بررسی کرده­اند. همچنین سعی شده است، ایروژل­ های رسانای مطلوب کاربرد ذخیره گرمایی با منطق استفاده از سامانه‌های تغییر فاز معرفی و تحلیل شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A Brief 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]

A Aerogels have many applications in industry due to their very low density, high
porosity, high specific surface area, and other unique properties. Thermal conductive
polymer aerogels are widely used due to the high demand of industry for low density and
high thermal conductive composites. The main application of thermal conductive polymer
aerogels is shape stable templet for thermal energy storage systems in phase change
composites. Phase change materials (PCMs) are crystalline or semi-crystalline materials
that have the ability to store or release thermal energy during the phase change from solid
to liquid and vice versa. The amount of thermal energy storage/release strongly depends
on melting/crystallization enthalpy and mass/volume fraction of phase change material in
the system. The porous structure of the aerogel can appropriately store the molten phase
change material and prevents its release. Increasing the loading capacity of PCMs due to
the high thermal conductivity and porosity of thermal conductive aerogels result in fusion
latent heat preserving and ensure their high efficiency in thermal energy storage. In this
article, the most important thermal conductive polymer aerogels that researchers have
studied in recent years, are reviewed. It has also been tried to introduce and investigate the
appropriate conductive aerogels for thermal energy storage based on phase change material
systems.

کلیدواژه‌ها [English]

  • aerogel
  • Nano-porosity
  • Thermal Conductive
  • Phase Change Material Composites
  • Thermal Energy Storage